第四章给出加载极化扭转 AMC 结构地板偶极子天线的仿真结果。调节 PRAMC 地板上 变容二极管电容值的大小,实现天线辐射的左旋、右旋和线极化快速切换。

第五章对本毕业设计的工作进行总结和展望。

第二章 人工磁导体的特性研究

2。1 人工磁导体基本特性研究

人工磁导体 AMC 结构,作为一种周期性人工电磁材料,具有对平面波的同相位反射的 特性。如图 2。1 所示,常见的二维平面 AMC 结构有:蘑菇型 AMC 结构、正方贴片型 AMC 结构、共面紧凑型 AMC 结构、耶路撒冷型 AMC 结构等。其中蘑菇型 AMC 结构和共面紧 凑型 AMC 结构除了具有同相位反射特性外,还具有在特定频带内阻止电磁波通过的阻带特 性,因此,它们又被称之为电磁带隙结构(EBG)。来*自~优|尔^论:文+网www.youerw.com +QQ752018766*

图 2。1 平面波入射 AMC 结构表面

我们可以从 AMC 结构表面阻抗的角度,来分析其同相位反射特性。如图 2。2 所示,AMC 结构位于 yoz 面,平面波沿-x 轴入射 AMC 结构表面,反射波沿+x 轴方向反射。

图 2。2 平面波入射 AMC 结构表面

此时,AMC 表面阻抗为 Zs,可以得到:

如图所示,平面波入射后产生反射波。在 AMC 结构上表面空间中,电磁波可表示为入 射波和反射波的叠加,即:

其中,i 与 r 代表入射波和反射波。

在 AMC 结构下表面 x=0 处,可以得到其表面阻抗为:

有电场和磁场的关系可得:

式子中  为自由空间的波阻抗,μ0 为自由空间磁导率,ε0 为自由空间介电常数。 由(2。1)~(2。4),可得到入射波与反射波之间的相位差Φ。

 =                (2。5)

由(2。5)式可知,当表面阻抗 Zs 远小于自由空间波阻抗η时,即 Zs<<η时,Φ=±180o,此 时,入射波与反射波相位差为 180 度,可以看做 PEC 理想电表面;同理,当 Zs>>η时,入射 波与反射波相位差Φ为 0 度,可以看做 PMC 理想磁表面。对于 AMC 结构表面,当入射波频

率与结构谐振频率接近时,表面阻抗 Zs>>η,反射相位Φ接近 0 度,则 AMC 结构表面具有和

理想磁导体 PMC 一样的零相位反射特性,因此,我们可以得知,正是因为 AMC 结构的高阻 抗表面,才使得其具有同相位电磁反射特性。

对于一般的 AMC 结构,当平面波入射结构表面时,激励起感应电流,使相邻单元结构 之间的缝隙形成有效电容。电流经过金属地板流到相邻的金属片形成有效电感,这一回路模 型可用并联的电容和电感的等效电路来代替[19]。

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