變換電磁學(xué)在天線設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究.pdf

1、變換電磁學(xué)是近幾年來(lái)電磁場(chǎng)領(lǐng)域一個(gè)十分活躍的研究熱點(diǎn)，它是利用坐標(biāo)變換的方法設(shè)計(jì)特定區(qū)域的材料參數(shù)分布，當(dāng)電磁波經(jīng)過(guò)該區(qū)域時(shí)，傳播的方向可以根據(jù)設(shè)計(jì)好的路線進(jìn)行改變。因此，在天線設(shè)計(jì)中，變換電磁學(xué)的應(yīng)用將是一種能夠有效地改善天線輻射性能的方法。本文從變換電磁學(xué)的基本概念及其延伸出的理論出發(fā)，結(jié)合人工電磁材料的設(shè)計(jì)方法，探索了它在微帶天線、陣列天線及透鏡天線等領(lǐng)域的潛在應(yīng)用，并進(jìn)行了詳細(xì)的分析與驗(yàn)證。本文的主要工作內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)如下:

2、>　　1、基于腔膜理論，研究了矩形微帶天線的輻射機(jī)理及天線貼片與地板之間的電場(chǎng)分布，提出了一種新型平面變換方法，利用這種方法可以設(shè)計(jì)微帶天線貼片單元與地板之間的材料分布，從而使天線在不改變饋電位置、阻抗及增益的情況下，實(shí)現(xiàn)雙頻或圓極化輻射。
　　2、首次將復(fù)數(shù)變換電磁學(xué)引入到天線設(shè)計(jì)中去，發(fā)揮了該理論在有效調(diào)節(jié)輻射強(qiáng)度上的優(yōu)勢(shì)。結(jié)合圓形貼片的空腔模型及相關(guān)理論，通過(guò)改變介質(zhì)板的材料參數(shù)分布，實(shí)現(xiàn)了天線圓極化的設(shè)計(jì)。
　　3、

3、在二維結(jié)構(gòu)中，研究了一種能夠減小材料各向異性的準(zhǔn)共形變換理論，并將該理論延伸到三維的共形陣列天線的設(shè)計(jì)中，提出一種可用常規(guī)塑料介質(zhì)打孔即可實(shí)現(xiàn)的純電介質(zhì)透鏡。將此透鏡罩在共形陣列天線表面可以令其在最大輻射方向上等效于同參數(shù)的平面陣列天線，從而為共形天線的設(shè)計(jì)提供了新的方法。
　　本文研究表明，變換電磁學(xué)理論，結(jié)合人工電磁材料設(shè)計(jì)，為天線設(shè)計(jì)帶來(lái)了新的思路。通過(guò)對(duì)調(diào)控電磁波方法的深入研究，將進(jìn)一步改善天線或其他電磁器件的性能。變換電