【摘 要】
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提出了一种低剖面极化可重构超表面天线.天线由三部分组成:3×4金属矩形贴片阵列组成的超表面覆层、缝隙耦合天线和直流偏置控制电路.电路包括8个PIN二极管开关组成的四对开关(PIN1,PIN2,PIN3和PIN4)和直流偏置线,通过控制上述四对PIN开关的工作状态,天线可以在线极化、左旋圆极化和右旋圆极化三种极化状态之间转换.对天线样机进行了加工并给出了实测反射系数、实际增益、轴比和归一化辐射方向图,结果表明:天线在不同工作状态下的共享工作频带为4～5.4 GHz,-10 dB阻抗带宽为29.8％;3dB轴
【机 构】
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内蒙古大学交通学院,呼和浩特010021;内蒙古大学电子信息工程学院,呼和浩特010021;内蒙古大学电子信息工程学院,呼和浩特010021;玉林师范学院物理与电信工程学院,玉林537006
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提出了一种低剖面极化可重构超表面天线.天线由三部分组成:3×4金属矩形贴片阵列组成的超表面覆层、缝隙耦合天线和直流偏置控制电路.电路包括8个PIN二极管开关组成的四对开关(PIN1,PIN2,PIN3和PIN4)和直流偏置线,通过控制上述四对PIN开关的工作状态,天线可以在线极化、左旋圆极化和右旋圆极化三种极化状态之间转换.对天线样机进行了加工并给出了实测反射系数、实际增益、轴比和归一化辐射方向图,结果表明:天线在不同工作状态下的共享工作频带为4～5.4 GHz,-10 dB阻抗带宽为29.8％;3dB轴比带宽为8.3％,从4.6～5 GHz;各状态下的实测增益相差不大,其平均增益都大于5 dBi.仿真结果与实测结果吻合良好.
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文中回顾并总结了课题组近期关于圆极化复用型多功能超构表面的研究进展.从几何相位在正交圆极化波作用下的共轭对称响应出发,基于超构表面的等效琼斯矩阵提出了交叉极化双通道复用的独立调控方法,突破了几何相位的交叉极化耦合限制.进一步,基于同极化与交叉极化分量间的幅相关系,提出了三通道复用的多元波前集成方法,实现了对透射圆极化电磁能量的全场调控.在此基础上,通过引入手性诱导相位提出了圆极化四(全)通道复用的波前调控方法,有效提高了对圆极化电磁能量的利用效率,为提高现代通信系统信道容量及信息传输速率打下理论基础.
电磁感知是现代社会迫切需要的非接触式探测技术,而实现实时数据处理、低成本、低能耗的智能电磁感知系统一直是微波探测领域的长期追求目标.为了实现这一目标,文中将能够任意调控电磁波前的可编程超表面与具有强大信息处理能力的深度学习技术相结合,实现了智能电磁感知系统;并分别从理论、系统设计与实验三个角度深入研究了深度学习驱动的智能电磁感知方法.文中首先利用“k空间”法分析了基于可编程超表面的电磁感知系统的理论分辨率和影响因素;然后介绍了一款32×24的1比特可编程超表面的系统设计,并实验验证了其动态调控电磁波前的良
编码电磁超表面构成信息超材料研究领域的一个分支.文中提出了基于编码电磁超表面的Bessel波束产生设计方法,为Bessel波束的产生与调控提供了新的解决方案;同时对基于电磁超表面的Bessel波束产生与设计的基本方法进行了梳理总结.首先通过反射型编码电磁超表面分别设计了不同类型的Bessel波束,包括单波束零阶Bessel波束、双波束零阶Bessel波束、单波束高阶Bessel波束以及双波束高阶Bessel波束;然后对于每一种类型的Bessel波束分别对应给出了有关的设计理论和方法,并通过全波电磁仿真的方
电磁隐身表面在雷达通信与隐身领域具有重要的意义.本文首先从带内透波/带外反射和带内透波/带外吸波隐身表面、带内透波/吸波和电磁感知隐身超表面四部分介绍了电磁隐身表面的研究进展,并提出了一种动态调控电磁隐身超表面,利用PIN二极管实现通带可开关带外吸收的超表面.当PIN二极管断开时,在11.34 GHz处出现窄带透明窗口,在带外4.8～11.0 GHz和13.5～16.0 GHz的吸波性能均在-10 dB左右;当PIN二极管导通时,吸波频段的吸波性能基本无变化,但关闭了11.34 GHz处的窄带透明窗,从而
超表面由于其灵活的电磁波调控能力而受到广泛关注,基于其在雷达散射截面(radar cross section,RCS)减缩设计中受限于工作频带单一、设计通用性低的问题,文中提出一种新型的叠层型超表面设计方法,来灵活实现双宽带的RCS减缩.首先设计了工作在两个频带且具有极化旋转特性的超表面结构及低通频率选择表面(frequency selective surface,FSS),并将其与两个极化旋转超表面相集成,形成了具有双频带极化旋转特性的超表面结构;然后基于极化相消原理,将该阵列进行旋转排布,形成2×2的
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