提高喇叭天线增益的超介质构建方法

为使喇叭天线内部传导的球面波向平面波发生转变,提出一种高增益喇叭天线的超介质构建方法(MSM).MSM方法先采用有限嵌入式坐标变换将喇叭天线内空气介质的电磁参数进行变换,得到一组在原空气介质所占空间内连续变化的电磁参数,再将连续的电磁参数在空间离散化,并设计对应的电谐振和磁谐振单元,最后排布谐振单元实现超介质的构建.在喇叭天线中应用该超介质,改善了口面场的幅相分布,提高了喇叭天线主瓣的方向系数.与零折射率超介质构建方法相比,MSM方法消除了电磁波在介质分界面上的反射,提高了喇叭天线的辐射效率.采用基于有限元算法的COMSOL软件对电磁波在喇叭天线内的传导特性及增益方向图进行三维数值模拟,并与常规喇叭天线进行对比,结果表明:喇叭天线过渡段内波面形式发生了转变,主瓣增益提高了9dB,主H面和主E面的半功率角分别减小了2.1°和1.0°.     

超材料吸波体的高灵敏度微波传感器

超材料吸波体具有超薄和强谐振等特点,可用于高灵敏度传感。设计了微波段可用于检测介质折射率的超材料吸波体传感器,通过仿真设计和参数优化,得到了工作频段内单频点谐振、高吸收的吸波结构,分析了其吸波机理。吸波体表面加盖不同折射率的介质板,会导致谐振吸收频点发生不同幅度的频移,经分析,当介质板厚度大于2mm时,谐振吸收频点偏移仅与待测板折射率有关。通过对仿真数据进行拟合,得到了谐振频率与折射率之间的线性函数关系并分析了传感器的性能,最后实验验证了二者的函数关系。设计的超材料吸波体传感器灵敏度达到了1 592MHz/RIU,FoM值达到7.026 9/RIU。