Luận văn Thạc sĩ Vật lý: Ảnh hưởng của các tham số cấu trúc lên tính chất điện từ của anten Metamaterial

Mục tiêu của đề tài là tìm kiếm cấu trúc Metamaterials đơn giản mà cụ thể trong đề tài là cấu trúc Metamaterial dạng bề mặt trở kháng cao (HIS - High Impedance Surface) để ứng dụng trong thiết kế anten; nghiên cứu ảnh hưởng của các tham số cấu trúc lên tính chất điện từ của anten metamaterial.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận văn Thạc sĩ Vật lý: Ảnh hưởng của các tham số cấu trúc lên tính chất điện từ của anten Metamaterial ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ========== NGUYỄN THỊ THÚY NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA THAM SỐ CẤU TRÚCLÊN TÍNH CHẤT ĐIỆN TỪ CỦA ANTEN - METAMATERIAL LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HÀ NỘI – 2013 1 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ========== NGUYỄN THỊ THÚY NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA THAM SỐ CẤU TRÚCLÊN TÍNH CHẤT ĐIỆN TỪ CỦA ANTEN - METAMATERIAL Chuyên ngành: Vật lí vô tuyến và điện tử Mã số: 60 44 03 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Người hướng dẫn khoa học: TS. Trần Mạnh Cường HÀ NỘI – 2013 2 DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮTHIS : High Impedance SurfaceLHMs : Left handed metamaterialsMMs : MetamaterialsTE : Transverse electricTM : Transverse magnetic 3 DANH MỤC HÌNH VẼHình 1.1: Hệ thống thu và phát tín hiệu................................................................. 11Hình 1.2: Đồ thị phương hướng trong toạ độ cực và toạ độ góc ............................ 17Hình 1.3: Phân cực tuyế n tính và phân cực tròn .................................................... 18Hình 1.4: Cấu trúc anten mạch dải........................................................................ 21Hình 1.5: Anten mạch dải dạng tấm ...................................................................... 22Hình 1.6: Anten mạch dải lưỡng cực ..................................................................... 22Hình 1.7: Anten khe mạch dải ............................................................................... 23Hình 1.8: Anten mạch dải sóng chạy ..................................................................... 23Hình 1.9: Tiếp điện bằng đường mạch dải............................................................. 24Hình 1.10: Tiếp điện bằng cáp đồng trục .............................................................. 24Hình 1.11: Tiếp điện bằng cách ghép khe .............................................................. 25Hình 1.12: Tiếp điện bằng cách ghép đôi lân cận .................................................. 25Hình 1.13: Trường bức xạ E và H của anten mạch dải .......................................... 26Hình 1.14: Sóng trong cấu trúc mạch dải phẳn ..................................................... 26Hình 1.15: Mô hình bức xạ của anten mạch dải .................................................... 28Hình 1.16: Sơ đồ tương đương của anten nửa bước sóng ...................................... 29Hình 1.17: Sơ đồ tương đương anten phần tư bước sóng ....................................... 30Hình 1.18: Tiếp điện bằng một đường mạch dải .................................................... 32Hình 1.19: Tiếp điện bằng hai đường mạch dải vào hai cạnh của anten................ 33Hình 2.1: (a) Vật liệu có chiết suất âm hoạt động ở tần số GHz; (b) Phổ phản xạ vàtruyền qua của vật liệu. ......................................................................................... 36Hình 2.2: (a) Vật liệu có chiết suất âm làm việc ở gần vùng ánh sáng nhìn thấy; (b)Phổ phản xạ và truyền qua của vật liệu ................................................................. 36Hình 2.3: Giản đồ biểu diễn mối liên hệ giữa ε và μ, vật liệu có chiết suất âm (n <0) được chỉ ra trong góc phần tư thứ 3. ................................................................. 38Hình 2.4: Nguyên tắc hoạt động của siêu thấu kính dựa trên metamaterials.......... 39Hình 2.5: Nguyên lý hoạt động áo choàng tàng hình ............................................. 40Hình 2.6: Mô hình một bề mặt trở kháng cao ........................................................ 41 4Hình 2.7: Mạch điện tương đương cho bề mặt trở kháng cao ................................ 42Hình 2.8: Mặt cắ t ngang của một bề mặt trở kháng cao 2 lớp đơn giản ................ 42Hình 2.9: Nguồ n gố c của điê ̣n dung và điê ̣n cảm trong cấ u trúc HIS..................... 42Hình 2.10: Mô hình mạch sử dụng cho bề mặt trở kháng cao ................................ 43Hình 2.11: Một cặp kim loại cách nhau bởi một khoảng cách ............................... 43Hình 2.12: Tụ điện trong bề mặt trở kháng cao ..................................................... 44Hình 2.13: Một tấm điện môi được chia thành các lớp nhỏ ................................... 45Hình 2.14: Những tấ m kim loại tụ điê ̣n đặt trong tấ m điê ̣n mô............................... 45Hình 2.15: Một dòng điê ̣n ...