基于超材料結(jié)構(gòu)的極化調(diào)控研究.pdf

1、現(xiàn)代無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)中，圓極化波具有抗多徑效應(yīng)、抗雨霧干擾等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。它在衛(wèi)星、飛行器、物聯(lián)網(wǎng)等通信領(lǐng)域均有廣泛應(yīng)用。而傳統(tǒng)產(chǎn)生圓極化波的方法往往尺寸厚重，不利于系統(tǒng)集成。超材料由于其獨(dú)特的電磁特性近年來(lái)越來(lái)越受到電磁學(xué)領(lǐng)域的關(guān)注。超材料對(duì)于電磁波極化狀態(tài)有著優(yōu)良的調(diào)控性能，它為高效便捷的進(jìn)行極化調(diào)控提供了新途徑。
　　本文主要研究基于超材料結(jié)構(gòu)的電磁波極化調(diào)控超表面。分別從手性結(jié)構(gòu)和各向異性結(jié)構(gòu)兩個(gè)路徑設(shè)計(jì)了三種結(jié)構(gòu)模型。并且通過(guò)仿

2、真與實(shí)驗(yàn)來(lái)分析模型結(jié)構(gòu)的性能，討論它們的工作機(jī)理。論文的主要內(nèi)容有以下幾點(diǎn)：
　?、倩谑中詥卧Y(jié)構(gòu)特性，設(shè)計(jì)了 N型結(jié)構(gòu)極化調(diào)控表面。它是由上下兩層相互旋轉(zhuǎn)90°的N型金屬結(jié)構(gòu)和中間的介質(zhì)基板組成。該結(jié)構(gòu)能夠在3.67 GHz和3.78 GHz處將入射y方向線(xiàn)極化波轉(zhuǎn)換分別為左旋和右旋圓極化波。通過(guò)對(duì)透射波橢偏度和旋光角的分析，也驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的旋光性。對(duì) N型手性結(jié)構(gòu)的表面電流進(jìn)行的仿真分析表明，手性結(jié)構(gòu)的電磁場(chǎng)交叉極化使得電磁波

3、在通過(guò)手性材料后具有不同相速度的極化波，從而使它能對(duì)電磁波的極化進(jìn)行控制。
　?、诨诟飨虍愋詥卧Y(jié)構(gòu)特性，設(shè)計(jì)了 Q型非扭曲結(jié)構(gòu)極化調(diào)控表面。它由上下兩層對(duì)齊的Q型金屬環(huán)結(jié)構(gòu)和介質(zhì)板組成。它的工作原理類(lèi)似于線(xiàn)性雙折射，它能在表面的兩個(gè)正交方向上產(chǎn)生不同的折射率，從而將入射線(xiàn)極化波轉(zhuǎn)換為圓極化波。經(jīng)過(guò)仿真和實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證，表明該材料能在4.08 GHz時(shí)產(chǎn)生右旋圓極化波，而在5 GHz時(shí)產(chǎn)生左旋波?；谙嗨频臋C(jī)理，我們?cè)O(shè)計(jì)了缺陷金屬環(huán)