新型電磁超材料及其在低散射天線中的應用

第1章 電磁超材料概述 1
1.1 電磁超材料 1
1.1.1 電磁超材料的定義 1
1.1.2 電磁超材料發(fā)展和應用概述 2
1.2 電磁超材料吸波器發(fā)展概況 3
1.2.1 傳統(tǒng)電磁吸波材料概述 4
1.2.2 電磁超材料吸波器研究概述 4
1.2.3 水基電磁超材料吸波器研究概述 11
1.3 極化旋轉(zhuǎn)超表面研究概述 13
1.4 低散射天線技術(shù)概述 16
1.4.1 隱身技術(shù)的核心技術(shù)點 16
1.4.2 低散射Fabry-Perot諧振腔天線技術(shù)概述 18
第2章 電磁超材料器件理論基礎 22
2.1 電磁超材料吸波器理論基礎及其發(fā)展 22
2.1.1 雷達散射截面定義 22
2.1.2 電磁超材料吸波基本理論及分析方法 24
2.2 極化旋轉(zhuǎn)與相位梯度超表面理論基礎 33
2.2.1 電磁波極化的一般概念 33
2.2.2 極化轉(zhuǎn)換的基本原理 34
2.2.3 等效電路法分析 35
2.2.4 極化旋轉(zhuǎn)與相位梯度超表面低散射機理 38
2.3 天線理論基礎及其散射分析 40
2.3.1 天線的輻射場 40
2.3.2 天線的特性參數(shù) 42
2.3.3 天線散射分析基本理論 43


第3章 二維多頻電磁超材料吸波器 47
3.1 超材料結(jié)構(gòu)設計和全波仿真 47
3.2 二維超材料吸波器加工和測試 50
3.2.1 測試方法 50
3.2.2 測試結(jié)果及分析 50
3.3 二維超材料吸波器吸收機理分析 51
3.3.1 表面電流和場分析 51
3.3.2 表面阻抗和損耗分析 53
3.4 二維超材料吸波器散射特性分析 55
3.4.1 超材料吸波器單站RCS特性分析 55
3.4.2 超材料吸波器雙站RCS特性分析 55
第4章 三維多頻電磁超材料吸波器 57
4.1 三維超材料頻選結(jié)構(gòu)和等效電路模型分析 57
4.1.1 超材料結(jié)構(gòu)單元設計和全波仿真 57
4.1.2 等效電路模型分析 59
4.1.3 超材料單元級聯(lián)和等效電路模型分析 61
4.2 三維寬頻帶電磁超材料吸波器 62
4.2.1 超材料結(jié)構(gòu)單元設計和全波仿真 62
4.2.2 等效電路模型分析 64
4.2.3 吸波器樣品測試和結(jié)果分析 66
4.2.4 吸波器散射特性分析 66
4.3 三維超寬頻帶電磁超材料吸波器 67
4.3.1 高阻表面單元設計與吸收機理分析 68
4.3.2 三維超寬頻帶電磁超材料吸波器單元設計與全波仿真 73
4.3.3 等效電路模型分析和參數(shù)討論 74
4.3.4 電阻膜厚度不為零時吸波器結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計 76
4.3.5 吸波器散射特性分析 77
第5章 三維頻率選擇特性的電磁超材料吸波器 79
5.1 三維高通型寬頻帶電磁超材料吸波器 79
5.1.1 超材料結(jié)構(gòu)單元設計和全波仿真 79
5.1.2 等效電路模型分析 81
5.1.3 等效電磁參數(shù)推導 82
5.1.4 結(jié)構(gòu)參數(shù)討論和機理分析 83
5.1.5 吸波器樣品測試和結(jié)果分析 85
5.2 三維帶通型電磁超材料吸波器 86
5.2.1 超材料結(jié)構(gòu)單元設計和全波仿真 86
5.2.2 等效電路模型、表面電流和場分析 88
5.2.3 加載并聯(lián)短路枝節(jié)電路的帶通型吸波器透射特性分析 92
5.2.4 吸波器樣品測試和結(jié)果分析 92
5.2.5 帶通型電磁超材料吸波器散射特性分析 93
5.2.6 加載帶通型吸波器的平板偶極子天線 95
第6章 可重構(gòu)水基熱可調(diào)諧頻率選擇吸波體 99
6.1 水的色散特性分析 99
6.2 水基頻率選擇吸波體結(jié)構(gòu)設計 100
6.2.1 帶通型FSS設計 100
6.2.2 可重構(gòu)水基熱可調(diào)頻率選擇吸波體 102
6.3 水基頻率選擇吸波體電磁特性分析 103
6.3.1 可重構(gòu)性能 103
6.3.2 寬入射角性能 104
6.3.3 熱可調(diào)諧性能 104
6.3.4 基于水的Mie諧振分析 106
6.4 樣件加工與測試 108
第7章 反射型柔性線極化轉(zhuǎn)換器 112
7.1 寬帶可共形超表面極化轉(zhuǎn)換器 112
7.1.1 寬帶可共形超表面極化轉(zhuǎn)換器的單元結(jié)構(gòu)設計 112
7.1.2 仿真結(jié)果與參數(shù)優(yōu)化分析 113
7.1.3 角度敏感性與諧振電流模式分析 116
7.1.4 極化轉(zhuǎn)換器共形散射性能分析 120
7.2 寬帶可共形超表面極化轉(zhuǎn)換器加工與測試 122
第8章 非對稱傳輸和能量隔離混合超結(jié)構(gòu)設計 125
8.1 可重構(gòu)混合超結(jié)構(gòu)設計 125
8.1.1 混合超結(jié)構(gòu)的工作機理和工作模式 125
8.1.2 混合超結(jié)構(gòu)極化轉(zhuǎn)換單元設計與分析 126
8.1.3 混合超結(jié)構(gòu)單元結(jié)構(gòu)中可切換FSR的設計 129
8.2 混合超結(jié)構(gòu)設計 132
8.2.1 混合超結(jié)構(gòu)設計與分析 132
8.2.2 混合超結(jié)構(gòu)加工與測試 134
第9章 三比特編碼極化旋轉(zhuǎn)單元的低散射天線 138
9.1 三比特編碼雙功能超表面 138
9.1.1 極化轉(zhuǎn)換相位梯度超表面單元結(jié)構(gòu)設計 138
9.1.2 仿真結(jié)果與分析 139
9.2 低散射天線設計 145
9.2.1 加載雙功能超表面的天線結(jié)構(gòu)設計 145
9.2.2 輻射性能與散射性能比對 146
9.2.3 低散射天線加工與測試 148
第10章 超表面加載Fabry-Perot諧振腔天線 151
10.1 Fabry-Perot諧振腔天線相關理論 151
10.1.1 Fabry-Perot諧振腔工作原理 151
10.1.2 Fabry-Perot諧振腔天線工作原理 153
10.2 超表面加載寬帶Fabry-Perot諧振腔天線 155
10.2.1 正斜率反射相頻PRS設計方法 156
10.2.2 PRS單元設計與性能分析 158
10.2.3 饋源天線設計 160
10.2.4 寬帶Fabry-Perot諧振腔天線特性分析 160
10.2.5 寬帶Fabry-Perot諧振腔天線測試 163
第11章 極化轉(zhuǎn)換超表面寬帶低散射Fabry-Perot諧振腔天線 166
11.1 極化轉(zhuǎn)換表面設計及分析 167
11.1.1 PCM單元結(jié)構(gòu)設計 167
11.1.2 CPCM低散射特性分析 168
11.1.3 饋源天線設計 170
11.2 棋盤式極化轉(zhuǎn)換超表面Fabry-Perot諧振腔天線 171
11.2.1 棋盤式極化轉(zhuǎn)換超表面Fabry-Perot諧振腔天線設計 171
11.2.2 嵌入式棋盤式極化轉(zhuǎn)換超表面Fabry-Perot諧振腔天線設計 173
11.2.3 嵌入式棋盤式極化轉(zhuǎn)換超表面Fabry-Perot諧振腔天線的加工測試 176
第12章 混合部分反射表面低散射寬帶Fabry-Perot諧振腔天線 179
12.1 混合反射面設計及低散射原理分析 180
12.1.1 FSS單元結(jié)構(gòu)設計及特性分析 180
12.1.2 HPRS低散射特性分析 182
12.1.3 寬帶輻射饋源天線設計 184
12.2 低RCS寬帶Fabry-Perot諧振腔天線 184
12.2.1 低散射寬帶Fabry-Perot諧振腔天線特性分析 184
12.2.2 低散射高增益Fabry-Perot天線加工與測試 188
參考文獻 191