《基於準共形變換的人工電磁材料相控陣天線研究》是依託西安電子科技大學，由雷娟擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於準共形變換的人工電磁材料相控陣天線研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：雷娟
- 依託單位：西安電子科技大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
變換光學(transformation optics, TO) 能通過人工電磁材料實現對電磁波的任意調控。準共形變換光學(quasi-conformal transformation optics ,QCTO)相比於傳統TO的優勢在於使所變換媒質的各向異性最小化，實現寬頻非磁性的各向同性媒質，顯著降低材料的實現難度。本項目研究基於QCTO的人工電磁材料相控陣天線，通過在陣列上覆蓋具有特定媒質參數的材料，可實現與自由空間中另外一個虛擬陣列相同的輻射性能，從而在保持自身形狀的同時，具有虛擬陣列的所有優點，為相控陣設計開闢了新的思路。整個項目研究以虛擬空間與物理空間的準共形變換為基礎，獲得非均勻的各向同性媒質分布，通過對人工電磁材料的設計，實現新型相控陣天線，可突破傳統陣列由於自身物理結構引起的設計方法和輻射性能上的局限性。
結題摘要
變換光學(transformation optics,TO) 能通過人工電磁材料實現對電磁波的任意調控。準共形變換光學(quasi-conformal transformation optics ,QCTO)相比於傳統TO的優勢在於使所變換媒質的各向異性最小化，實現寬頻非磁性的各向同性媒質，顯著降低材料的實現難度。本項目研究基於QCTO的人工電磁材料相控陣天線，通過在陣列上覆蓋具有特定媒質參數的材料，可實現與自由空間中另外一個虛擬陣列相同的輻射性能，從而在保持自身形狀的同時，具有虛擬陣列的所有優點，為相控陣設計開闢了新的思路。主要研究成果包括三個方面：(1) 研究了S波段覆蓋非均勻介電常數全介質透鏡的圓柱共形相控陣，套用與直線陣綜合方法獲得的幅相分布作為陣列單元的激勵，可在寬頻範圍內實現與傳統直線陣相同的寬角掃描波束，已進行了相關實驗驗證；(2)研究了S波段覆蓋非均勻全介質透鏡的多波束圓柱共形陣，通過覆蓋準共形變換透鏡的覆蓋，將傳統直線陣的多波束形成網路Rotman透鏡作為饋電網路，可實現寬頻內圓柱共形陣列的多波束輻射特性，即將進行相關的實驗驗證；(3)研究了準共形變換光學方法在更高頻段共形陣列中的套用，在X波段套用3D列印技術實現了共形變換的全介質透鏡，獲得寬頻內的波束掃描與多波束覆蓋，並且進一步探索了準共形變換光學方法在非對稱共形陣列中的套用，即將進行相關實驗驗證；(4) 研究了準共形反變換及其在平面相控陣中的套用，通過覆蓋所變換的透鏡，結合共形陣陣列單元幅相分布的最佳化設計，平面陣可實現類似於共形陣列的寬角掃描特性，即將進行相關實驗驗證。整個項目研究以虛擬空間與物理空間的準共形變換為基礎，獲得非均勻的各向同性媒質分布，通過對人工電磁材料的設計，實現新型相控陣天線與多波束天線，可突破傳統陣列由於自身物理結構引起的設計方法和輻射性能上的局限性。
