【摘要】：隨著電子科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,扇形波束天線(xiàn)在醫(yī)療成像、移動(dòng)通信基站、室內(nèi)局域無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)等各方面都有著廣泛的應(yīng)用。同時(shí)扇形波束毫米波組成的車(chē)載、機(jī)載防撞天線(xiàn),作為汽車(chē)、小型飛行器安全控制系統(tǒng)的核心組成部件之一,其市場(chǎng)前景越來(lái)越廣闊。因此研究如何設(shè)計(jì)高性能的扇形波束天線(xiàn)具有非常重要的意義。本文具體做了以下幾個(gè)方面的工作:1.在前人研究的基礎(chǔ)上,探究了扇形波束天線(xiàn)常見(jiàn)的三種實(shí)現(xiàn)方式,對(duì)扇形波束拋物面反射天線(xiàn),介質(zhì)透鏡合成扇形波束天線(xiàn)以及天線(xiàn)陣列組成扇形波束天線(xiàn)陣等三種方法的原理進(jìn)行分析和歸納,并重點(diǎn)介紹了通過(guò)加載透鏡的方法來(lái)合成我們所需要的扇形波束。同時(shí)對(duì)扇形波束天線(xiàn)和筆形波束天線(xiàn)的掃描方式進(jìn)行區(qū)分。2.基于變換光學(xué)理論研究了電磁超材料在控制電磁波傳播方向當(dāng)中的應(yīng)用。驗(yàn)證麥克斯韋方程在任何坐標(biāo)變換過(guò)程中的形式不變形,以及基于準(zhǔn)保角變換光學(xué)方法計(jì)算變換介質(zhì)材料的介電常數(shù)和磁導(dǎo)率。最后通過(guò)介紹兩種由不同介電常數(shù)單元組成的變換介質(zhì)平板透鏡和變換介質(zhì)平凹透鏡,分別實(shí)現(xiàn)對(duì)常規(guī)雙曲介質(zhì)透鏡和加速型平凹透鏡的等效變換,來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)入射電磁波傳播方向的控制。3.基于光學(xué)變換理論設(shè)計(jì)了兩種新型的工作于Ku波段的用于合成扇形波束天線(xiàn)的三維結(jié)構(gòu)的直筒-拱形變換介質(zhì)透鏡。通過(guò)全波仿真分析,結(jié)果顯示這兩種變換介質(zhì)透鏡都能夠在整個(gè)Ku波段的頻率范圍內(nèi)在遠(yuǎn)場(chǎng)都能夠很好的合成扇形波束,并且很大程度的提高饋源天線(xiàn)的方向性。通過(guò)對(duì)Ku波段帶寬內(nèi)的波束偏移特性進(jìn)行仿真分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn)這兩個(gè)直筒-拱形介質(zhì)透鏡能夠在不移動(dòng)情況下,只要通過(guò)小距離的水平偏移位于變換介質(zhì)透鏡焦點(diǎn)的饋源,就能夠很方便的控制穿過(guò)介質(zhì)透鏡的扇形波束在一定角度內(nèi)進(jìn)行全頻帶無(wú)色散、高定向性的快速波束掃描。
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：TN820

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本文編號(hào)：2551353