检索结果-南通市图书馆

维普期刊数据库博看期刊

同方期刊数据库评论

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

基于相位梯度超表面自由电子辐射的特性研究

基于相位梯度超表面自由电子辐射的特性研究

作者：徐文霞哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

超表面是由亚波长元原子以周期性或非周期性的方式组成的二维人工界面,为实现高度紧凑的平面光学器件提供了一种新的方法,现已成为纳米光子学领域的研究热点。与通常需要在块状材料中积累相位的传统光学器件不同,超表面可以在亚波长厚... 详细信息

超表面是由亚波长元原子以周期性或非周期性的方式组成的二维人工界面,为实现高度紧凑的平面光学器件提供了一种新的方法,现已成为纳米光子学领域的研究热点。与通常需要在块状材料中积累相位的传统光学器件不同,超表面可以在亚波长厚度范围内任意调整电磁波的频率、振幅、相位和偏振。同时,与块状超材料相比,超表面相对更容易制造,具有更低的损耗。近年来,利用超表面研究电子、光子和结构物质之间的相互作用引起了研究学者的关注。由于带电粒子产生的辐射强烈依赖于周围物质,人工制造的超表面提供了一个机会来促进带电粒子和物质之间的相互作用,能够有效操纵辐射光,这一系列工作促进了高能粒子探测器面向灵敏度高、体积小的发展,为新型的电磁辐射源开辟了途径。利用超表面完全控制电子辐射光的自由度,如频率、偏振和振幅,将进一步促进片上电磁辐射源和探测器的应用发展。本论文主要基于相位梯度超表面调控自由电子辐射的波长、方向、偏振以及波前。设计了波导集成超表面复合结构来调制切伦科夫衍射辐射的偏振、波长和方向。首先,利用波导集成超光栅实现了对切伦科夫衍射辐射的多方向灵活调控。通过改变光栅的周期以及电子束的运动方向实现了-75°到75°的大角度灵活调控。之后为了调控切伦科夫衍射辐射的偏振,将相位梯度超表面替换光栅,基于几何型相位梯度超表面实现了对切伦科夫衍射辐射的偏振和衍射数量的调控。同时在各自的辐射方向上可以产生线偏振、左旋或右旋圆偏振的切伦科夫衍射辐射,促进了片上自由电子辐射源的发展。为了实现对自由电子辐射波前的调控,设计了一个简单的级联超表面,产生了矢量涡旋史密斯-珀塞尔辐射。通过控制第一个纳米光栅的局部取向和几何参数,分别实现了对线偏振和圆偏振电子辐射的调控。之后改变第二个超表面的结构排布,产生矢量涡旋束。将两个超表面级联在一起实现了可调谐地矢量涡旋史密斯-珀塞尔辐射。矢量涡旋光束圆偏振手性的转换伴随正负拓扑荷数之间的变化。这个工作为产生涡旋电子辐射提供了一个新的方法而且有利于推动自由电子驱动器件的发展。

关键词：自由电子辐射相位梯度超表面偏振调控波前调控

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

基于相位梯度超表面的平面阵列天线的研究

基于相位梯度超表面的平面阵列天线的研究

作者：吴先喜桂林电子科技大学

学位级别：硕士

低剖面高增益天线一直是天线应用领域的研究热点之一。特别是近些年,相位梯度超表面由于具有平面结构,将其作为低剖面天线进行研究吸引了广大学者的关注。目前的研究几乎都集中在探索实现其辐射的馈电技术方面。基于此,本文提出悬挂类... 详细信息

低剖面高增益天线一直是天线应用领域的研究热点之一。特别是近些年,相位梯度超表面由于具有平面结构,将其作为低剖面天线进行研究吸引了广大学者的关注。目前的研究几乎都集中在探索实现其辐射的馈电技术方面。基于此,本文提出悬挂类微带线馈电技术和低剖面非连续传输线馈电技术,分别用于实现高增益和极低剖面的相位梯度超表面天线。主要内容如下:1)悬挂类微带馈电的高增益相位梯度超表面天线研究。提出一种悬挂类微带馈电技术并研究其用于实现高增益相位梯度超表面天线的可行性。该馈电技术要求馈电结构由矩形波导和悬挂类微带结构组成,矩形波导主要用于馈电和匹配,悬挂类微带贯穿于整个相位梯度超表面。经研究发现,把相位梯度超表面谐振单元对称置在悬挂类微带两侧,并根据场分布调整谐振单元的排列方式,可以提高天线的辐射效率,进而提高天线的增益。为了验证该馈电技术的可行性,我们采用该技术设计了一个相位梯度超表面天线。结果表明,相位梯度超表面天线的阻抗带宽为9.06-12.30GHz,相对带宽为30.3%,最大实际增益为22.30 dBi;与同类同频段相位梯度超表面天线相比,不仅带宽扩展了 7.3%,而且实际增益增加了 6.06 dB。2)共面非连续传输线馈电技术的相位梯度超表面天线研究。提出了一种共面非连续传输线馈电技术,并研究了该技术用于实现极低剖面的相位梯度超表面天线的可行性。该馈电技术要求馈电结构由12个均匀不连续矩形环组成。经研究发现,将共面非连续传输线馈电技术与相位梯度超表面放置在同一个平面内,并将相位梯度超表面谐振单元对称放置在该馈电结构的两侧,可以降低天线的剖面高度并实现天线的高效辐射。为了验证该馈电技术的可行性,设计了一个极低剖面的相位梯度超表面天线,并对天线进行了加工测试。实测结果与理论预测吻合较好,其阻抗带宽是700MHz(10.48-11.18GHz),在阻抗带宽范围内,实际增益都在12dBi以上且最大实际增益为14.19 dBi,该天线可用于对增益要求不高的而对低剖面要求极高的场合。

关键词：相位梯度超表面馈电技术平面天线低剖面

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

基于相位梯度超表面的太赫兹器件设计研究

基于相位梯度超表面的太赫兹器件设计研究

作者：孙宝平山东师范大学

学位级别：硕士

太赫兹波在电磁波谱中的地位相对特殊,和其他波段相比有着更加特殊的电磁特性,所以在安全监测、生物医学、信息通讯等领域都有着潜在的科研价值和应用前景。随着现代科学技术和半导体工艺技术的发展,使太赫兹发射源与相关探测设备的研... 详细信息

太赫兹波在电磁波谱中的地位相对特殊,和其他波段相比有着更加特殊的电磁特性,所以在安全监测、生物医学、信息通讯等领域都有着潜在的科研价值和应用前景。随着现代科学技术和半导体工艺技术的发展,使太赫兹发射源与相关探测设备的研究取得一定进展。但是,对于太赫兹调制器件仍然有较大的探索空间。目前,传统太赫兹调制器件存在体积大、损耗高、造价昂贵等问题。因此,开发具有高集成度、高效率、低成本的太赫兹调制器件是十分必要的。相位梯度超表面可以实现对相位、幅度、偏振等参数的有效、灵活调控,为研究高度集成化、小型化太赫兹调制器件提供了途径。本文基于相位梯度超表面设计了一系列太赫兹调制器件,具体工作内容如下:(1)基于金属相位梯度超表面的太赫兹器件。设计了金属C形开口环天线结构,将八个具有不同开口角度的天线单元按照线性相位梯度组成一个超晶胞,其相位变化可以实现2π的覆盖,当电磁波入射到相位梯度超表面时,会产生异常折射现象。利用此原理,本文设计了三种类型的太赫兹调制器件分别为:偏振不敏感异常折射器件、交错排列异常折射器件、多层异常折射器件。本文通过改变天线单元的布置方式和天线单元周围的介质来调制异常折射特性。特别是,由于周围介质(Ti O薄膜)具有比空气高的折射率,使工作频率发生红移和异常折射角度减小且随着Ti O薄膜厚度的增加,透射幅度随之减小。本文的研究提供了一种新的复合材料超表面设计,对太赫兹波调制具有潜在的应用前景。(2)基于全介质相位梯度超表面的太赫兹器件。设计了一种在PDMS基底放置长方体硅天线结构,利用改变长方体的长与宽实现对入射x偏振与y偏振相位、幅度的调制。基于此,设计了工作频率为0.8THz可以使x偏振与y偏振以相同角度不同方向分离的高效率太赫兹偏振分束器;另外,设计了可对0.8THz入射光束相位、偏振同时波前调制的高效率太赫兹波片偏转器。最后,设计了偏振不敏感、不同数值孔径的超透镜并作出分析。本文设计的器件为集成化提供了一种解决方式且成本较低、传输效率较高,对相位梯度超表面在太赫兹波调制、通信、传感等方面的应用有积极推动作用。

关键词：太赫兹相位梯度超表面异常折射超透镜

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

二维宽带相位梯度超表面设计及实验验证

物理学报 2015年第9期64卷 253-258页

作者：李勇峰张介秋屈绍波王甲富吴翔徐卓张安学空军工程大学理学院西安710051 西安交通大学电子陶瓷与器件教育部重点实验室西安710049 西安交通大学电子信息工程学院西安710049

针对圆极化波,通过同极化反射超表面结构单元的空间排布,设计实现了一种二维非色散高效相位梯度超表面.同极化反射相位可以通过同极化反射超表面结构单元金属线的面内旋转来自由调控.实现的相位梯度超表面可对左右旋入射波产生相反的相... 详细信息

针对圆极化波,通过同极化反射超表面结构单元的空间排布,设计实现了一种二维非色散高效相位梯度超表面.同极化反射相位可以通过同极化反射超表面结构单元金属线的面内旋转来自由调控.实现的相位梯度超表面可对左右旋入射波产生相反的相位梯度.当线极化波入射到超表面上时,反射波被分为两束向相反方向传播的圆极化波.仿真了线极化波垂直入射时的反射功率密度谱,仿真结果与理论上设计的异常反射方向一致.制作了厚度为2 mm的超表面样品,测试了其镜面反射率曲线.实验结果表明,线极化波垂直入射时,超表面在9.5—19.0 GHz的镜面反射率降至-5 dB以下.

关键词：极化转化异常反射相位梯度超表面宽带

单层高效透射型相位梯度超表面的设计及实验验证

维普期刊数据库

同方期刊数据库评论

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

物理学报 2016年第15期65卷 58-64页

作者：庄亚强王光明张晨新张小宽宗彬锋马卫东王亚伟空军工程大学防空反导学院西安710051

本文设计了一种单层高效透射型相位梯度超表面,并通过仿真和实验进行了验证.在圆极化波入射条件下,超表面单元的交叉极化转化率大于90%的频带范围为14-15.8 GHz.通过对单元的面内旋转可实现在保持高交叉极化透射幅度的前提下对交叉极化... 详细信息

本文设计了一种单层高效透射型相位梯度超表面,并通过仿真和实验进行了验证.在圆极化波入射条件下,超表面单元的交叉极化转化率大于90%的频带范围为14-15.8 GHz.通过对单元的面内旋转可实现在保持高交叉极化透射幅度的前提下对交叉极化透射相位进行调控.基于6个旋转步进为300的超表面单元周期排布设计了一维相位梯度超表面,该超表面对左/右旋圆极化波分别形成方向相反的相位梯度,因此线极化波经过超表面后将会分离成两束对称传播的圆极化波15 GHz处的近场电场分布和远场归一化透射能量方向图的仿真结果表明,奇异透射角仿真值为33.50,与理论设计值(33.75°)符合得很好.仿真并测试了透射功率密度谱,结果表明在14.9-15.3GHz频带范围内垂直入射的线极化波被高效分离成两束圆极化波.相比于以往的透射型极化调制超表面,该超表面具有工作效率高、厚度薄、重量轻等优点,在电磁波传播和极化操控领域具有重要的应用价值.

关键词：相位梯度超表面奇异透射高效

维普期刊数据库

同方期刊数据库评论

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

基于相位梯度超表面的多模式天线研究

基于相位梯度超表面的多模式天线研究

作者：华丽娜华中师范大学

学位级别：硕士

一直以来,天线都是通信设备设计的重点和难点,5G的出现更是将天线的设计难度推向了难以想象的高度。现如今,天线的研发也不断朝着这几个日益迫切的需求发展,包括小尺寸、宽带、多频段和方向图可重构等。相位梯度超表面的出现为设计高指... 详细信息

一直以来,天线都是通信设备设计的重点和难点,5G的出现更是将天线的设计难度推向了难以想象的高度。现如今,天线的研发也不断朝着这几个日益迫切的需求发展,包括小尺寸、宽带、多频段和方向图可重构等。相位梯度超表面的出现为设计高指向性、高增益、小型化和宽带化天线提供了新手段,同时还能增加天线的辐射效率和极化隔离度,为高性能天线的设计开辟了新道路,也为实现多种辐射模式的天线提供了可能性。本文将相位梯度超表面与传统的Vivaldi天线相结合,从理论、仿真与实验研究了如何利用相位梯度超表面实现不同频段内天线的不同辐射方向。文中首先阐述了相位梯度超表面的相关原理,还介绍了相位补偿原理、天线的常用电参数以及实验原理。基于理论基础主要开展了以下工作:(1)提出并设计了一种由相位梯度超表面实现的低频透射、高频反射的多模式天线,该天线系统具有较高的增益,其由各向异性聚焦相位梯度超表面和传统的Vivaldi天线组合而成。仿真和实验结果都证明了所提出的天线在不同的频点能够实现不同方向的波束汇聚,在15.7 GHz时透射方向的波束汇聚,最大增益为20.4 dBi;在16.5 GHz时实现双向波束汇聚,前向增益和后向增益基本相同;在17.1 GHz时实现反射方向的波束聚焦,最大增益为16.5 dBi。(2)提出并设计了一种由透射型相位梯度超表面和频率选择表面结合而成的整体结构,实现了一款低频反射、高频透射的多模式天线。此结构中以频率选择表面作为衬底,在低频时频率选择表面可用作接地层,在高频时则是相当于带通滤波器。所提出的超表面在陶瓷Vivaldi天线的激励下,在10-11 GHz范围内实现了反射波束聚焦,在11.4-11.8 GHz和12.1-12.5 GHz之间实现了波束双向聚焦,以及在11-12.5 GHz范围内实现了透射波束聚焦。相位梯度超表面调制天线,可以实现多波段和多种辐射方式,有效地减少了系统中使用的天线数量,在需要相位梯度超表面两侧均实现波束调控的场景中具有潜在应用价值,可应用于双向辐射,以及由多频段、多位置接收机组成的无线通信系统。

关键词：相位梯度超表面多模式天线透射反射双向辐射异常折射异常反射波束聚焦频率选择表面

基于反射型相位梯度超表面的聚束随机辐射天线

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

基于反射型相位梯度超表面的聚束随机辐射天线

基于相位梯度超表面的共形天线RCS缩减研究

2023年全国天线年会

作者：陶欣宇朱士涛西安交通大学

本文提出了一种基于相位调控反射超表面的聚束随机辐射天线。通过随机辐射天线与反射超表面相结合的方法,将辐射出的波束能量聚集在一个扇形平面内,从而大幅度提高天线的增益。最终天线能够在22 GHz～26 GHz实现S11<-10 dB,在工作频段... 详细信息

本文提出了一种基于相位调控反射超表面的聚束随机辐射天线。通过随机辐射天线与反射超表面相结合的方法,将辐射出的波束能量聚集在一个扇形平面内,从而大幅度提高天线的增益。最终天线能够在22 GHz～26 GHz实现S11<-10 dB,在工作频段的大部分范围内其增益大于20 dBi,可实现的最高增益约为23.2 dBi。

关键词：相位梯度超表面聚束随机辐射关联成像

来源： cnki会议评论

在线全文

cnki会议

学校读者我要写书评

暂无评论

基于相位梯度超表面的共形天线RCS缩减研究

2023年全国天线年会

作者：闫陶陶曹元熙卢攀张嘉毫闫森西安交通大学信息与通信工程学院陕西烽火电子股份有限公司海军工程大学电磁能技术全国重点实验室

为实现机载共形天线的单站雷达散射截面积(RCS)缩减,本文提出了一种基于薄膜电阻材料的相位梯度超表面(PGM)加载的共形单极子天线,该天线可在500 MHz～3000 MHz的阻抗匹配带宽内实现良好的全向辐射特性。同时,天线表面的P G M可吸收水... 详细信息

为实现机载共形天线的单站雷达散射截面积(RCS)缩减,本文提出了一种基于薄膜电阻材料的相位梯度超表面(PGM)加载的共形单极子天线,该天线可在500 MHz～3000 MHz的阻抗匹配带宽内实现良好的全向辐射特性。同时,天线表面的P G M可吸收水平及垂直极化的入射波,并使其散射波的主波束方向偏离入射波方向。经由仿真验证,雷达来波正入射时,该设计相较于无PGM加载的单极子可在X波段内实现8.9 dB以上的单站RCS缩减,对于±60°以内的斜入射波,该设计仍可实现4.9 dB以上的单站RCS缩减。

关键词： RCS缩减相位梯度超表面共形天线机载天线

来源： cnki会议评论

在线全文

cnki会议

学校读者我要写书评

暂无评论

相位梯度超表面对电磁波调控的研究与设计

相位梯度超表面对电磁波调控的研究与设计

作者：岳昊西安电子科技大学

学位级别：硕士

超材料作为一种新型人工合成的电磁材料,相比于自然界中的材料,具有着其所不具备的独特性质。在近几十年的研究中,超材料应用于多个领域,例如实现波束汇聚,电磁波极化转换,电磁隐身,频率选择等。超表面相比于超材料具有体积小、低损耗... 详细信息

超材料作为一种新型人工合成的电磁材料,相比于自然界中的材料,具有着其所不具备的独特性质。在近几十年的研究中,超材料应用于多个领域,例如实现波束汇聚,电磁波极化转换,电磁隐身,频率选择等。超表面相比于超材料具有体积小、低损耗、低成本的优点,得到了人们广泛关注和研究。相位梯度超表面作为超表面的一个重要部分,通过使用不同相移的亚波长单元在空间按照一定规律排布,从而形成在平面内具有相位梯度的各向异性超表面。由于采用了预先设定的渐变周期单元实现相位梯度,可以对电磁波传播的自由调控。本文以相位梯度超表面对电磁波的调控为研究目标,开展了对反射型及透射型相位梯度超表面的特点的及优化方法的研究,并使用频率选择表面将两种相位梯度超表面进行结合形成新型相位梯度超表面,对其应用进行了设计和仿真,实现了对电磁波的灵活调控。具体内容安排如下:本文在第一章绪论部分对超材料,超表面以及相位梯度超表面进行了介绍,并回顾了国内外学者对相位梯度超表面的研究。最后对文章研究内容进行了介绍。第二章首先介绍了广义斯涅耳定律,接着介绍了天线的一些基本参数概念并对相位补偿方法进行了介绍。最后进行了利用相位梯度超表面对电磁波调控的两种应用的理论介绍。第三章首先设计了一种十字单元反射型相位梯度超表面单元,分析其单元性能并利用单元组成阵列,以喇叭天线作为馈源,实现了反射方向上的波束汇聚性能。接着研究了透射型相位梯度超表面单元,针对单层单元透射系数低,相位覆盖角小的缺点,分别使用了多层结构以及使用金属销钉连接上下层两种方法,实现了宽相位覆盖角和高透射率,并分别将两种单元组成阵列,实现了透射方向上波束汇聚的性能。第四章利用频率选择表面替代了传统反射型相位梯度超表面的金属地面,实现了反射与透射型相位梯度超表面的结合,最终设计了一款双频双向相位梯度超表面单元。使用喇叭天线作为馈源,通过组阵使其具有两个工作频段并且在两个频段内波束分别可以在反射及透射两个方向上实现汇聚。最后对设计的双频双向相位梯度超表面进行了加工测试,测试与仿真结果基本吻合。第五章利用第四章所设计的单元通过合理相位配置设计了两款阵列,第一款阵列实现了双频双向双模式数轨道角动量波的产生,第二款阵列实现了具有RCS缩减和波束汇聚的性能。

关键词：相位梯度超表面电磁波调控轨道角动量波 RCS缩减