变换光学理论下天线特性的研究

来源 :北京交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:banlangen
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
变换光学理论的蓬勃发展,使得人们想要人为操纵光线传播的梦想成为现实。作为变换光学理论的核心方法——坐标变换法被逐渐地应用于电磁器件的研究,隐身衣就是其中一个典型的例子。随后有学者认为,坐标变换法可以为共形天线的研究提供新的理论指导。但是,目前的研究多是基于理想电磁源的等效,如何从理想电磁源过渡为实际天线的研究,是一个颇具挑战的难题。本文基于变换光学理论,用坐标变换的方法和边界条件推导了天线馈电端口的切向馈电场的坐标变换公式。然后用了四种不同的天线模型来验证该公式的正确性,从而证明了基于变换光学方法的共形天线的研究的可行性。论文的主要研究工作和创新点可分为以下几个部分:1.根据变换空间中等效理想电磁源的坐标变换公式,用边界条件和格林函数的方法,分别推导了线天线在馈电处切向馈电场的坐标变换公式和面天线在馈电端口处切向平面上的馈电场的坐标变换公式。推导结果显示,只需在天线的馈电处的切向馈电场遵循原本线电流或者面电流的变换方法,即可实现在坐标变换前后天线的辐射场保持一致的特性。该公式的提出,实现了从理想电磁源的共形变换到天线的等效共形变换的过渡。2.通过理想二维情况下的线天线模型的提出,将天线的馈电公式用于二维理想线天线pinwheel模型,通过电磁仿真软件COMSOL对该模型进行仿真和结果分析,得出了天线在坐标变换前后辐射特性等效的结论,从而验证了天线馈电公式的正确性。3.本文进一步提出了三维情况下的实际线天线模型,首先提出了球面偶极子天线模型,仿真得到变换后的天线的辐射场与原始偶极子天线的一致。然后又用埋藏式单极子天线模型来仿真验证变换前后天线的辐射等效性,并提出了一种简便的天线设计的方法。这两个模型不仅验证了线天线馈电方程的正确性,而且可以将理论联系实际,为实际工作中线天线的共形设计提供了理论上的可行性。4.由于微带贴片天线在共形设计中的普遍应用,文中提出了平面微带贴片天线球面化的模型,仿真并验证了面天线切向馈电口面上馈电场的坐标变换公式的正确性。从仿真结果来看,天线实现了等效共形变换。由于在实际应用中,微带贴片天线的共形研究较多,因此,该模型的仿真在诸多研究方法中增添了一种更为简单和有效的方法。
其他文献
随着通信技术、互联网技术与地理信息技术的快速发展,面向运动目标的基于地理信息系统的态势服务已经成为研究热点之一,广泛应用于国防、突发应急、抢险救援、智能交通等方面
随着人们开发和利用海洋步伐的加快,水声通信技术在海洋经济发展和国防建设中发挥了越来越重要的作用。水声信道一个是十分复杂的时-频-空变信道,其多径效应使信号产生衰落,
水是生命之源,是大自然赋予人类的宝贵资源,但它不是取之不尽用之不竭的,随着工业的发展和人口的增长,大量水资源被严重污染和破坏。然而,随着社会经济的发展,人类对水资源的
信源编码和信道编码作为信息论的重要组成部分一直备受关注。长期以来,基于香农信源和信道分离编码定理设计的通信系统一直占据主导地位,但是该理论自身的局限性使得其在许多
近年来随着多媒体技术和网络通讯技术的爆炸式发展,视频信息已经广泛应用于社会生产和人们生活的各个方面,如视频点播、视频会议、视频电话、视频监控、高清电视等。然而,网
MIMO技术可以显著增加无线通信系统的信道容量,提高系统解码可靠性,已经被广泛应用到各种实际系统中。Alamouti空时分组码是著名的空时分组码方案之一,但是在快速变化的无线
当前各种雷达体制如相控阵雷达、宽带/超宽带雷达、合成孔径与逆合成孔径雷达等,都采用数字化处理技术从回波中提取目标参数信息。压缩感知理论能够用远低于奈奎斯特(Nyquist
随着信息社会的快速发展,对于海洋的研究和开发越来越受到人们的重视,因此水下通信技术的研究成为了当今海洋资源开发、海洋环境的勘测以及军事战略的重要组成部分,成为了各
近年来,无线移动通信系统的相关研究日趋完善,主流通信技术的发展也已十分成熟。无线通信技术的研究与发展时刻本着便民利民的思想,逐渐地拉近人与人之间的距离,极大程度地促
随着数据业务和智能终端的发展,移动通信对高速率、大容量以及QoS保障有了更高的要求。如何在频率资源有限的条件下,研究提高频谱利用率、扩大系统容量的新技术,支撑通信业务日