天线参数数据库设计论文提纲

论文题目：基于张量超表面的可重构多模轨道角动量天线

摘要：轨道角动量调制技术的提出为紧张的频谱资源问题提供了解决方向。其利用各个调制模式之间的正交性实现了在同一载波上调制多种模式,从而极大得提高了频谱资源的利用率。目前,在微波频段里有环形相位分布阵列天线和超表面两种主要的方法来实现波束的轨道角动量调制。利用环形相位分布阵列方法实现的轨道角动量调制天线可以通过对馈电网络的设计来实现多种调制模式的可重构,但阵列的辐射元相对比较笨重,且增益不高。而通过超表面实现的轨道角动量天线则具有较高的增益,且馈电网络简单,但其轨道角动量调制模式过于单一。本文提出了基于张量超表面的可重构多模轨道角动量天线的设计。张量超表面的设计原理类似于光学全息原理,是由各向异性的张量阻抗单元依据目标场和源场干涉叠加公式排布而成。其具有易于控制目标场的极化方式和辐射方向的优势,且可以将多个目标场叠加投影到同一个干涉平面,实现多个目标场的辐射。另外,利用超表面实现轨道角动量调制的设计有很多,但设计完成后实现的轨道角动量调制模式都是固定的,无法进行灵活的模式变动。为了解决这个问题,本文在10GHz的中心频率下,探究了张量全息阻抗调制表面天线的可重构轨道角动量调制的设计。首先,为了设计张量超表面,本文对张量阻抗单元的参数进行色散曲线扫描仿真,利用编程软件编程批量计算得到了张量阻抗单元的数据库,并通过样条插值的方法对数据库进行了加密。通过理论设计公式和数据库主轴匹配的方法设计了左旋圆极化双波束辐射的张量全息阻抗调制表面天线。其次,在张量全息阻抗调制表面天线的基础上加入轨道角动量调制技术,在目标场表达式中增加轨道角动量调制的相位因子,根据空间辐射角度重新推导了带有轨道角动量调制技术的张量表面阻抗分布公式。分别实现了左旋圆极化双波束双轨道角动量调制模式辐射和左旋圆极化法向高阶轨道角动量调制模式辐射。第三,利用无轨道角动量调制的左旋圆极化法向辐射张量全息阻抗调制表面天线作为可重构多模轨道角动量天线的辐射元。采用6元环形排布模式,分别通过罗特曼透镜和辐射元的旋转特性两种方法使得该六个辐射元辐射初始相位梯度可变,实现了5种轨道角动量调制模式的可重构。另外,还扩充辐射元个数来研究更高阶轨道角动量调制模式的可重构。

关键词：张量全息阻抗调制表面天线;可重构;轨道角动量;左旋圆极化

学科专业：电磁场与微波技术

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 课题来源及研究的背景和意义

1.1.1 课题来源

1.1.2 课题研究的背景和意义

1.2 国内外在该方向的研究现状及分析

1.2.1 国外研究现状

1.2.2 国内研究现状

1.3 国内外文献综述的简析

1.4 论文主要工作及内容安排

第2章 可重构多模OAM天线设计基本原理

2.1 引言

2.2 张量全息阻抗调制表面天线工作原理

2.2.1 张量阻抗

2.2.2 张量全息阻抗调制表面天线设计理论

2.3 OAM调制技术原理

2.4 本章小结

第3章 张量表面阻抗提取及张量全息天线设计

3.1 引言

3.2 张量阻抗单元库的提取

3.3 张量全息阻抗调制表面天线设计

3.4 本章小结

第4章 携带OAM模式的张量全息天线设计

4.1 引言

4.2 法向辐射阶OAM设计

4.3 双模式双方向辐射设计

4.4 本章小结

第5章 张量全息天线的可重构多模OAM设计

5.1 引言

5.2 罗特曼透镜设计

5.3 张量全息阻抗调制表面天线的可重构多模OAM设计

5.3.1 基于罗特曼透镜的激励端口可重构

5.3.2 基于天线辐射元自身旋转特性的机械可重构

5.4 本章小结

结论

参考文献

致谢