基于人工表面等離子體激元的傳輸線、天線及功能器件具有單導體結構和良好的工作特性,已受到廣泛關注。本文采用全波電磁仿真與實物實測相結合的方法,分析了毫米波頻段人工表面等離子體激元傳輸線的色散特性,并在此基礎上研究設計了多種基于人工表面等離子激元的新型毫米波器件。主要工作和創(chuàng)新概括如下:1、分析了毫米波表面等離子體激元結構的色散特性與其對電場約束能力間的關系,以及單元結構尺寸對色散特性的影響。結果表明,表面等離子體激元的色散特性完全由其結構尺寸所決定,通過合理的調節(jié)尺寸,即可設計出工作在目標頻段的結構。2、設計實現(xiàn)由槽線到人工表面等離子體激元傳輸線的新型緊湊型寬帶轉接結構。其工作頻帶為20至40 GHz,可覆蓋整個Ka頻段,插入損耗低于1dB,具有結構尺寸小、集成度高、寬帶且低損耗的性能優(yōu)勢。3、分析了人工表面等離子體激元饋電的方環(huán)天線的工作模式。在此基礎上,通過改變方環(huán)天線的結構長度,分別設計實現(xiàn)了具有垂直和水平極化特性的人工表面等離子體激元饋電的毫米波漏波天線。天線工作頻帶為24至33 GHz,最高增益為13 dBi。4、研究了采用雙側凹槽結構人工表面等離子體激元傳輸線激勵貼片天線的方法。設計了工作Ka頻段的新型人工表面等離子體激元饋電的貼片天線,天線工作帶寬為9.9%,最大增益為6.5 dBi,輻射方向圖穩(wěn)定,交叉極化小于-13 dB,前后比大于10dB。
【學位單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TN12
【文章目錄】：
致謝
摘要
ABSTRACT
1 引言
    1.1 研究背景和意義
    1.2 研究歷史和現(xiàn)狀
    1.3 已有人工表面等離子體激元傳輸線和器件
    1.4 人工表面等離子體激元的激勵方式
    1.5 已有基于人工表面等離子體激元饋電的天線
    1.6 本文主要工作安排
2 基本理論與方法
    2.1 人工表面等離子體激元的基本原理
    2.2 漏波天線的基本原理
    2.3 FLOQUET定理與空間諧波理論
    2.4 環(huán)天線的基本原理
    2.5 微帶貼片天線的基本原理
        2.5.1 微帶貼片天線的輻射機理
        2.5.2 微帶輻射貼片尺寸估算
3 槽線到人工表面等離子體激元傳輸線轉接結構的研究
    3.1 引言
    3.2 人工表面等離子體激元結構的色散特性分析
    3.3 轉接結構的分析與設計
        3.3.1 轉接結構
        3.3.2 工作原理分析
        3.3.3 結構參數(shù)分析
        3.3.4 設計和測試結果
    3.4 與已有工作對比
    3.5 本章小結
4 人工表面等離子體激元饋電漏波環(huán)天線的研究
    4.1 引言
    4.2 人工表面等離子體激元饋電環(huán)天線的模式分析
    4.3 人工表面等離子體激元饋電漏波環(huán)天線設計
    4.4 人工表面等離子體激元饋電漏波環(huán)天線的性能分析
        4.4.1 垂直極化漏波環(huán)天線設計與測試結果
        4.4.2 水平極化漏波環(huán)天線設計與測試結果
    4.5 與已有工作對比
    4.6 本章小結
5 人工表面等離子體激元饋電貼片天線的研究
    5.1 引言
    5.2 雙側凹槽人工表面等離子體激元傳輸線
    5.3 人工表面等離子體激元饋電的貼片天線
        5.3.1 終端開路的人工表面等離子體激元傳輸線
        5.3.2 人工表面等離子體激元饋電貼片天線的分析與設計
        5.3.3 人工表面等離子體激元饋電貼片天線的設計結果
    5.4 本章小結
6 結論
參考文獻
作者簡歷及攻讀碩士學位期間取得的研究成果
學位論文數(shù)據(jù)集

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本文編號：2893088