發(fā)布時間：2020-11-22 02:25

　　 新型人工電磁材料由一種由亞波長電磁諧振單元組成的人工復合媒質,可實現(xiàn)一系列新型電磁功能,備受科研工作者的關注。實現(xiàn)電磁隱身是新型人工電磁材料的一個重要應用。本文著重對傳統(tǒng)的低散射人工電磁材料進行創(chuàng)新設計,同時提出傳輸型人工電磁隱身表面的概念,最后將迭代傅里葉算法應用到其他隱身設計中。本文的主要工作包括以下幾個方面:(1)提出一種全新的迭代傅里葉算法實現(xiàn)低散射人工電磁隱身表面的設計,利用陣列中單元的幅度和相位分布與其遠場方向圖之間是一對傅里葉變換關系,正向設計直接對散射方向圖進行綜合達到隱身的目的。本論文所提出的方法是通過直接縮減方向圖數(shù)值來實現(xiàn)對電磁波的非定向散射,設計方法既高效又準確。(2)設計了一種傳輸型低散射人工電磁表面,將設計的頻率選擇表面放在隨機排布的人工電磁陣列背面,當其工作在阻帶時,其作用與金屬板類似,與表面單元共同形成了電磁隱身表面;當其工作在通帶時,電磁波通過器件時具有較高的透射率。整個傳輸型人工電磁表面由三種基本單元和底面頻率選擇表面單元組成,在設計中要求兩者耦合較小以利于隱身和透波功能的實現(xiàn)。(3)基于P-B相位結構設計低散射人工電磁隱身表面,利用迭代傅里葉算法得到人工電磁隱身陣列的相位排布,通過引入P-B相位結構,在圓極化波激勵下,只需更改單元旋轉角即可得到對應相位,使得單元設計更方便快捷。迭代傅里葉算法和P-B相位結構的結合使得整個人工電磁隱身表面的設計高效快速。
【學位單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：O441
【部分圖文】：

東南大學碩士學位論文???優(yōu)點：??（１）透波效率的提高減小了反射，從而降低了雷達散射截面積（ＲＣＳ）；??（２）由于是透波，從而減少了吸波所造成的二次輻射（比如紅外輻射）；??（３）由于透射波能夠保持原有傳播方向和波形特征，基于檢測前向波傳輸?shù)亩嗷??雷達技術難以探測到隱身目標，具有反多基雷達偵察的能力。??２０１０年，崔鐵軍教授研究組首次研制出三維隱身大衣原型，相關文章發(fā)表在《Ｎａｔｕｒｅ??ｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ》。該三維隱身大衣是一種旋轉對稱結構，由全介質新型人工電磁材料??現(xiàn)，根據(jù)變換光學理論計算出三維空間內(nèi)的折射率分布后，通過多層介質打孔的方式??現(xiàn)所需折射率［６｜［７１［８］。該隱身大衣對于不同極化、不同入射角度的電磁波，均具備寬帶、??耗低、隱身效果好等優(yōu)點。??

一維和二維ＦＦＴ函數(shù)為ＦＦＴ的相關計算帶來了很大的便利。??２．２．２基于方向圖拓展和ＦＦＴ快速計算陣列天線方向圖??對于一個二維平面上的欠ｘＬ個單元組成的矩形柵格平面陣列，如圖２－１所示，設第??（Ｍ）個單元的激勵電流復值為／（Ｍ），其二維陣列天線方向圖函數(shù)可描述為??（２－４）??／（？，?ｖ）?＝?＾?／?（ｋ，?１）?Ｑｘｐ［ｊ（ｋｕ?＋?ｌｖ）｝??＞ｔ＝０?／＝０??上式中，??２／ｒ??ｕ?－——ｄｘ?ｓｉｎ?６＾?ｃｏｓ?＾??２?義?（２＿５）??ｖ?＝?－＾－ｄｙ?ｓｉｎ＾ｓｉｎ＾？??屺和?＜分別表示沿；ｃ和ア軸方向單元間距，／ｌ為自由空間波長。??Ｚａ??／??／?Ａ，??圖２－１平面陣列結構簡化示意圖??當Ｋ＝Ｌ＝１時，陣列只有一個單元；當Ｋ＝ｌ，?Ｌ＞１或Ｌ＝ｌ，Ｋ＞１時，可以利用一維線??性陣列。這里只討論二維陣列，即Ｋ＞１，Ｌ＞１的情況。為了確保應用二維ＦＦＴ計算方向??圖的正確性

基于方環(huán)單元的線性相位和高反射率，選取方環(huán)作為基本單元，利用ＦＥＫＯ軟件仿真得??到其單元方向圖數(shù)據(jù)，與陣因子方向圖矩陣相乘，基于ＭＡＴＬＡＢ計算得到的整體陣列??方向圖示意圖和利用ＣＳＴ直接對陣列仿真結果所得方向圖示意圖如圖２－２。??＾?：］?１?Ｉ：??丨籬?－－０４??－－ａｓ?－－ｏｓ??￣〇Ｓ、??Ｉ］?＾?｜：?：?，；??－Ｊｖ?Ｉ?－?ｍ?Ｉ??Ｉ?．?Ｉ??ｗ＇１?，?ＣＳＴ?■?ＭＡＴＬＡＢ?■??？?ｒ??圖２－２?ＣＳＴ與ＭＡＴＬＡＢ方向圖結果比較圖??由上圖可得，兩者結果基本相同，進一步驗證了?ＦＦＴ快速計算的正確性，這里需要??指出的是，我們將某個單元的遠場方向圖做了一個近似，即由于單元尺寸變化較少，因??此對于同種單元不同尺寸的單元方向圖的誤差較小，可近似為同一個單元方向圖數(shù)據(jù)，??最終ＣＳＴ仿真與ＭＡＴＬＡＢ計算結果所得陣列方向圖基本一致，驗證了?ＦＦＴ快速計算??的正確性。??２．３迭代傅里葉算法簡介??２．３．１遠區(qū)場賦形及賦形方法??由上節(jié)可知
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本文編號：2893960