人工磁導(dǎo)體在電磁輻射及散射問題中的應(yīng)用研究.pdf

1、人工磁導(dǎo)體(Artificial Magnetic Conductor,AMC)，以其在特定頻率的零反射相位特性，受到廣泛關(guān)注和研究，已被用于電磁傳輸、輻射和散射問題的研究中。本文主要對AMC用于天線性能改善和降低反射屏雷達散射截面（Radar Cross Section，RCS）展開研究。
　　論文首先介紹了當(dāng)前超材料的研究和發(fā)展應(yīng)用的狀況；對AMC的原理和設(shè)計方法、Fabry-Pérot（F-P）天線的發(fā)展狀況、降低目標RCS

2、的研究現(xiàn)狀加以闡述；然后介紹了本文所使用的數(shù)值方法和仿真系統(tǒng)。
　　如果用AMC結(jié)構(gòu)取代傳統(tǒng)F-P天線的金屬地板，能夠?qū)-P天線高度降低一半。文中總結(jié)了F-P天線的設(shè)計方法。通過射線模型，介紹了F-P天線的工作原理，構(gòu)造了多種F-P腔體，包括不同腔體尺寸、不同覆層材料和不同AMC的腔體。應(yīng)用周期鏡像法和接收模式法對腔體進行分析；分別研究了偶極子天線和微帶天線用于腔體激勵，對于尺寸較大的腔體，兩個天線激勵較單個天線激勵更能有效提高

3、F-P天線的增益；利用AMC的相位特性，在天線增益損失不大的前提下，能夠?qū)-P天線的高度進一步降低；設(shè)計了幾種利用單個微帶天線激勵的F-P天線，并加工測試，實測與仿真結(jié)果吻合較好。
　　研究了多種人工地板在偶極子和微帶天線設(shè)計中的應(yīng)用，包括含金屬背板的普通介質(zhì)地板、方環(huán)AMC地板和螺旋AMC地板。根據(jù)螺旋AMC地板的反射幅度和相位特性，設(shè)計了圓極化的偶極子天線。相比于普通介質(zhì)地板，方環(huán)AMC和螺旋 AMC地板有效降低了貼片天線的

4、工作頻率，并保持矩形貼片線極化特性不變。利用螺旋AMC地板，不但能夠降低天線的工作頻率，還能在另外的頻率使得天線輻射圓極化電磁波，因此螺旋AMC地板使得天線具有雙頻雙極化特性。兩個不同圓極化的微帶天線經(jīng)加工測試，實測與仿真結(jié)果吻合較好。
　　研究了混合AMC在低RCS反射屏設(shè)計中的應(yīng)用。利用不同AMC結(jié)構(gòu)之間的相位差特性，使得能量在一些方向相互抵消，并往別的方向傳播，從而某些方向上RCS被減小。將兩種AMC塊按照棋盤式分布構(gòu)成反射