近代天线理论 第七章 区域二，其结构的周期为波长的1/10左右，其单元被设计为 独立散射，因此单个散射体可以单独谐振，实现独特的性能 ， 此时的人工结构称为超材料。类似于负折射率、近零折射 率等自然界没有的属性均得以实现。区域二中反映的是散射 体谐振，而不同于区域三中的栅格谐振，因此可等效成媒质 。此人工媒质是色散的，我们可以通过等效的介电常数和磁 导率来表征其电磁特性。 区域一对应的是准静态区域，也就是相对于材料结构的周期 工作波长要远远大得多。区域一对应经典的薄片材料。 经典混合媒质 超材料 电磁带隙 超表而 频选表面 区域一 区域二 区域三 经典混合媒质理论 色散等效媒质理论 Floquet-Bloch模式 (周期远小于波长) (周期为1/10波长左右) (周期与波长相当) 11:57 电子斜枝大学电子工程学院
近代天线理论 第七章 11:57 电子科技大学电子工程学院 区域二，其结构的周期为波长的1/10左右，其单元被设计为 独立散射，因此单个散射体可以单独谐振，实现独特的性能 ，此时的人工结构称为超材料。类似于负折射率、近零折射 率等自然界没有的属性均得以实现。区域二中反映的是散射 体谐振，而不同于区域三中的栅格谐振，因此可等效成媒质 。此人工媒质是色散的，我们可以通过等效的介电常数和磁 导率来表征其电磁特性。 区域一对应的是准静态区域，也就是相对于材料结构的周期
近代天线埋论 第七章 区域一和二中的人工材料是等效媒质，在区域一的经典混合 理论中，等效媒质特性与频率无关；区域二中的等效媒质则 表现出频率相关性。在该区域中，可以实现三维双负材料或 其它感兴趣的特性。区域三，电磁场与人工结构的周期息息 相关，此时我们不再用等效媒质描述其特性，需要考虑高阶 Floquet-B|och模式，也不再称该结构为超材料或超表面。 经典混合媒质 超材料 电磁带隙 超表面 频选表面 区域一 区域二 区域三 经典混合媒质理论 色散等效媒质理论 Floquet-Bloch模式 (周期远小于波长) (周期为1/10波长左右) (周期与波长相当) 11:57 电子斜技大学电子工程学院
近代天线理论 第七章 11:57 电子科技大学电子工程学院 区域一和二中的人工材料是等效媒质，在区域一的经典混合 理论中，等效媒质特性与频率无关；区域二中的等效媒质则 表现出频率相关性。在该区域中，可以实现三维双负材料或 其它感兴趣的特性。区域三，电磁场与人工结构的周期息息 相关，此时我们不再用等效媒质描述其特性，需要考虑高阶 Floquet-Bloch模式，也不再称该结构为超材料或超表面
近代天线埋论 第七章 种类丰富的电磁表面 Plane Wave Response 界面电磁学 Frequency Selective Surface Magnitude.Optical Grating ·Absorber General Terminologies Huygens Surface Artificial Magnetic Conductor ●Metasurface Phase Phase Shifting Surface Metafilm /Metascreen Holographic Surface Coding Metasurface Polarization Grid(Polarizer) Polarization Active Functions Polarization Converter Reconfigurable Surface/ Surface Wave Response Programmable Metasurface ●Sof/Hard Surface Grid Arrays Propagation High Impedance Surface 。 Electromagnetic Band Gap 6 Surface 11:57 电子斜技大学电子工程学院
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近代天线埋论 第七章 频率选择表面--宽角圆极化FSS 接收天线 发射天线 吸波材料 SS 数值仿真TE 数值仿真TM 电路模型TE LAAAAA FSS 电路模型TM 25 10 15 20 频率(GHz) -5 6 9 一仿真 -10 数值仿真TE (鲁五 -10 ·一测试 4 -15 数值仿真TM 乐命) 电路模型TE 电路模型TM 泡沫对称面聚酰亚胺薄膜玻璃钢 .20 金属层 .20 .25 10 15 15 20 频率(GHz) 频率(GHz) 数值仿真电路模型 0 F0°，00° 10- 6F45°，g0-0° 一仿 F45°，030° 测试 藁 *特特* -10 -10 数值仿真TE 5 .15 数值仿真TM ◆ 电路模型TE 20 电路模型TM 25 20 15 10 10 20 10 15 25 15 25 20 频率(GHz) 频率(GHz) 频率(GHz) 11:57 电子斜技大学电子工程学院
近代天线理论 第七章 11:57 电子科技大学电子工程学院 频率选择表面---宽角圆极化FSS H1 H1 H2 FSS x yo 泡沫 聚酰亚胺薄膜 玻璃钢 金属层 H4 H3 H1 R1 R2 R3 对称面 H2 5 10 15 20 25 0 5 10 15 数值仿真 电路模型 =0 o ,=0 o =45o ,=0 o =45o ,=30o 轴比 (dB) 频率 (GHz) 5 10 15 20 25 -25 -20 -15 -10 -5 0 |S21| (dB) 频率 (GHz) 数值仿真TE 数值仿真TM 电路模型TE 电路模型TM 5 10 15 20 25 -25 -20 -15 -10 -5 0 |S21| (dB) 频率 (GHz) 数值仿真TE 数值仿真TM 电路模型TE 电路模型TM 5 10 15 20 25 -25 -20 -15 -10 -5 0 数值仿真TE 数值仿真TM 电路模型TE 电路模型TM |S21| (dB) 频率 (GHz) 接收天线 发射天线 FSS 吸波材料 VNA 5 10 15 20 25 -20 -15 -10 -5 0 轴比 (dB) |S21| (dB) 频率(GHz) 仿真 测试 0 2 4 6 8 5 10 15 20 25 -20 -15 -10 -5 0 |S21| (dB) 轴比 (dB) 频率(GHz) 仿真 测试 0 2 4 6 8
近代天线埋论 第七章 无源对消表面 ·两种单元组成的子阵交错排布， 180 两种子阵面积相同，工作频带内 180 反射相位接近反相，因此两种子 阵的散射场可以相互抵消。 0.00 240 -0.01 -0.02 60 0 -0.03 一单元1 ..-单元2 0 单元i .单元2 0.04 ---1 相位差 20 -10 0.05 810121416 -180 频率(GHz) 46 810121416 18 频率(GHz) Unit prediction 40 Array prediction Full wave simulation -50 ....... -60 6 7 10 Frequency(GHz) 11:57 电子斜枝大学电子工程学院
近代天线理论 第七章 11:57 电子科技大学电子工程学院 无源对消表面 0 180 180 0 x y Lx Ly o 2 4 6 8 10 12 14 16 18 -0.05 -0.04 -0.03 -0.02 -0.01 0.00 S| 11| (dB) 频率 (GHz) 单元1 单元2 2 4 6 8 10 12 14 16 18 -180 -120 -60 0 60 120 180 240 S11 相位(°) 频率 (GHz) 单元1 单元2 相位差 • 两种单元组成的子阵交错排布， 两种子阵面积相同，工作频带内 反射相位接近反相，因此两种子 阵的散射场可以相互抵消