傳輸式超材料對電磁波的調(diào)控研究.pdf

1、超材料是由周期或非周期排布的單元結(jié)構(gòu)組成的人工復合材料，其具有奇異的電磁特性，可以用來實現(xiàn)對電磁波幅度、相位等參量的靈活調(diào)控。超材料為微波器件的設計與優(yōu)化提供了新思路，基于超材料的電磁器件在許多領(lǐng)域得到了廣泛應用，超材料透鏡和超表面是超材料的兩種典型形式。本文主要研究了超材料透鏡和超表面對電磁波的調(diào)控及其應用，主要內(nèi)容如下:
　　提出了一種對透鏡口面場電磁波幅度和相位分布調(diào)控的方法，通過優(yōu)化透鏡的折射率分布和饋源的輻射方向圖，實現(xiàn)

2、對寬帶超材料透鏡口面場相位和幅度分布的同時調(diào)控。首先，通過粒子群算法優(yōu)化折射率分布，實現(xiàn)透鏡口面場均勻的相位分布;其次，通過優(yōu)化饋源的輻射方向圖，實現(xiàn)透鏡口面場特定的幅度分布。
　　設計了一種三層超薄高傳輸效率單元，并據(jù)此設計了一種基于超薄傳輸式超表面的螺旋相位板天線，單元的總體厚度為λ0/20，其中λ0為中心頻點(10GHz)對應的自由空間中的波長。通過控制多層單元結(jié)構(gòu)四個諧振器之間的耦合，實現(xiàn)360°傳輸相移的同時保持大于0.

3、9的透過率。仿真和實測的遠場輻射方向圖和近場相位分布表明設計的螺旋相位板天線能夠產(chǎn)生軌道角動量波束。
　　設計了基于傳輸式編碼超表面的雙模式軌道角動量天線。利用編碼超表面原理，在不同的編碼序列排布下，編碼超表面具有不同的電磁響應。編碼序列為M1的編碼超表面產(chǎn)生一個l=1模式的軌道角動量波束，而編碼序列為M2的編碼超表面產(chǎn)生一個l=-1模式的軌道角動量波束。采用全息的思想對編碼序列M1、M2進行混合疊加，疊加出最終的編碼序列M。編碼