搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

基于单层反射超表面的宽带圆极化高增益天线设计

李唐景 梁建刚 李海鹏

基于单层反射超表面的宽带圆极化高增益天线设计

李唐景, 梁建刚, 李海鹏
PDF
导出引用
导出核心图
  • 基于Pancharatnam-Berry相位原理, 设计了一种宽带圆极化反射聚焦超表面并将其应用到提高天线增益中. 首先提出了一种变形十字超表面单元, 在11-16 GHz频带范围内能够实现高效同极化转换, 并基于该单元构建了宽带反射聚焦超表面. 仿真结果表明, 垂直入射的右旋圆极化平面波宽带聚焦效果明显. 然后利用单向阿基米德螺旋天线对超表面进行照射, 其辐射的球面波经超表面反射后得到了近平面波, 有效地提高了天线的增益. 最终对所设计的天线系统进行加工并测试, 结果表明系统的-1 dB增益带宽达到25% (12.5-16 GHz), 在该频带范围内峰值增益均高于19 dBc且轴比小于3 dB. 此外, 在12-15.5 GHz范围内天线口径效率均超过50%.
      通信作者: 李唐景, litangjing666@sina.com
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:61372034)资助的课题.
    [1]

    Yu N F, Genevet P, Kats M A, Aieta F, Tetienne J P, Capasso F, Gaburro Z 2011 Science 334 333

    [2]

    Sun Y Y, Han L, Shi X Y, Wang Z N, Liu D H 2013 Acta Phys. Sin. 62 104201 (in Chinese) [孙彦彦, 韩璐, 史晓玉, 王兆娜, 刘大禾 2013 物理学报 62 104201]

    [3]

    Yu N F, Aieta F, Genevet P, Kats M, Gaburro Z, Capassp F 2012 Nano Lett. 12 6328

    [4]

    Lee J H, Yoon J W, Jung J, Hong J K, Song S H, Magnusson R 2014 Appl. Phys. Lett. 104 233505

    [5]

    Cheng J, Mosallaei H 2014 Opt. Lett. 39 2719

    [6]

    Cai T, Wang G M, Zhang X F, Shi J P 2015 IEEE Antennas Wirel. Propag. Lett. 14 1072

    [7]

    Chen P Y, Argyropoulos C, Al A 2013 Phys. Rev. Lett. 111 233001

    [8]

    Yan X, Liang L J, Zhang Y T, Ding X, Yao J Q 2015 Acta Phys. Sin. 64 158101 (in Chinese) [闫昕, 梁兰菊, 张雅婷, 丁欣, 姚建铨 2015 物理学报 64 158101]

    [9]

    Kuznetsov S A, Astafev M A, Beruete M, Ca M N 2015 Sci. Rep. 5 7738

    [10]

    Wei Z Y, Cao Y, Su X P, Gong Z J, Long Y, Li H Q 2013 Opt. Express 21 010739

    [11]

    Li X, Xiao S Y, Cai B G, He Q, Cui T J, Zhou L 2012 Opt. Lett. 37 4940

    [12]

    Zhu B O, Zhao J M, Feng Y J 2013 Sci. Rep. 3 3059

    [13]

    Cui T J, Qi M Q, Wan X, Zhao J, Cheng Q 2014 Light Sci. Appl. 3 e218

    [14]

    Erez H, Vladimir K, Gabriel B, Avi N 2003 Appl. Phys. Lett. 82 328

    [15]

    Li Y F, Zhang J Q, Qu S B, Wang J F, Zheng L, Zhou H, Xu Z, Zhang A X 2015 Chin. Phys. B 24 014202

    [16]

    Li Y F, Zhang J Q, Qu S B, Wang J F, Wu X, Xu Z, Zhang A X 2015 Acta Phys. Sin. 64 124102 (in Chinese) [李勇峰, 张介秋, 屈少波, 王甲富, 吴翔, 徐卓, 张安学 2015 物理学报 64 124102]

    [17]

    Ding X M, Monticone F, Zhang K, Zhang L, Gao D L, Burokur S N, Lustrac A, Wu Q, Qiu C W, Al A 2015 Adv. Mater. 27 1195

    [18]

    Yu A, Yang F, Elsherbeni A Z, Huang J, Kim Y 2012 IEEE Trans. Antennas Propag. 60 1619

    [19]

    Zhong X J, Chen L, Shi Y, Shi X W 2015 Electromagnetics 35 217

  • [1]

    Yu N F, Genevet P, Kats M A, Aieta F, Tetienne J P, Capasso F, Gaburro Z 2011 Science 334 333

    [2]

    Sun Y Y, Han L, Shi X Y, Wang Z N, Liu D H 2013 Acta Phys. Sin. 62 104201 (in Chinese) [孙彦彦, 韩璐, 史晓玉, 王兆娜, 刘大禾 2013 物理学报 62 104201]

    [3]

    Yu N F, Aieta F, Genevet P, Kats M, Gaburro Z, Capassp F 2012 Nano Lett. 12 6328

    [4]

    Lee J H, Yoon J W, Jung J, Hong J K, Song S H, Magnusson R 2014 Appl. Phys. Lett. 104 233505

    [5]

    Cheng J, Mosallaei H 2014 Opt. Lett. 39 2719

    [6]

    Cai T, Wang G M, Zhang X F, Shi J P 2015 IEEE Antennas Wirel. Propag. Lett. 14 1072

    [7]

    Chen P Y, Argyropoulos C, Al A 2013 Phys. Rev. Lett. 111 233001

    [8]

    Yan X, Liang L J, Zhang Y T, Ding X, Yao J Q 2015 Acta Phys. Sin. 64 158101 (in Chinese) [闫昕, 梁兰菊, 张雅婷, 丁欣, 姚建铨 2015 物理学报 64 158101]

    [9]

    Kuznetsov S A, Astafev M A, Beruete M, Ca M N 2015 Sci. Rep. 5 7738

    [10]

    Wei Z Y, Cao Y, Su X P, Gong Z J, Long Y, Li H Q 2013 Opt. Express 21 010739

    [11]

    Li X, Xiao S Y, Cai B G, He Q, Cui T J, Zhou L 2012 Opt. Lett. 37 4940

    [12]

    Zhu B O, Zhao J M, Feng Y J 2013 Sci. Rep. 3 3059

    [13]

    Cui T J, Qi M Q, Wan X, Zhao J, Cheng Q 2014 Light Sci. Appl. 3 e218

    [14]

    Erez H, Vladimir K, Gabriel B, Avi N 2003 Appl. Phys. Lett. 82 328

    [15]

    Li Y F, Zhang J Q, Qu S B, Wang J F, Zheng L, Zhou H, Xu Z, Zhang A X 2015 Chin. Phys. B 24 014202

    [16]

    Li Y F, Zhang J Q, Qu S B, Wang J F, Wu X, Xu Z, Zhang A X 2015 Acta Phys. Sin. 64 124102 (in Chinese) [李勇峰, 张介秋, 屈少波, 王甲富, 吴翔, 徐卓, 张安学 2015 物理学报 64 124102]

    [17]

    Ding X M, Monticone F, Zhang K, Zhang L, Gao D L, Burokur S N, Lustrac A, Wu Q, Qiu C W, Al A 2015 Adv. Mater. 27 1195

    [18]

    Yu A, Yang F, Elsherbeni A Z, Huang J, Kim Y 2012 IEEE Trans. Antennas Propag. 60 1619

    [19]

    Zhong X J, Chen L, Shi Y, Shi X W 2015 Electromagnetics 35 217

  • 引用本文:
    Citation:
计量
  • 文章访问数:  1648
  • PDF下载量:  458
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2016-01-07
  • 修回日期:  2016-02-04
  • 刊出日期:  2016-05-05

基于单层反射超表面的宽带圆极化高增益天线设计

    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:61372034)资助的课题.

摘要: 基于Pancharatnam-Berry相位原理, 设计了一种宽带圆极化反射聚焦超表面并将其应用到提高天线增益中. 首先提出了一种变形十字超表面单元, 在11-16 GHz频带范围内能够实现高效同极化转换, 并基于该单元构建了宽带反射聚焦超表面. 仿真结果表明, 垂直入射的右旋圆极化平面波宽带聚焦效果明显. 然后利用单向阿基米德螺旋天线对超表面进行照射, 其辐射的球面波经超表面反射后得到了近平面波, 有效地提高了天线的增益. 最终对所设计的天线系统进行加工并测试, 结果表明系统的-1 dB增益带宽达到25% (12.5-16 GHz), 在该频带范围内峰值增益均高于19 dBc且轴比小于3 dB. 此外, 在12-15.5 GHz范围内天线口径效率均超过50%.

English Abstract

参考文献 (19)

目录

    /

    返回文章
    返回