第1章 新體制極端尺寸天線概述 1 1.1 極端尺寸天線的基本概念 1 1.2 極端尺寸天線的發(fā)展歷程 3 1.2.1 磁電天線的發(fā)展歷程 3 1.2.2 納米天線的發(fā)展歷程 14 1.2.3 機(jī)械天線的發(fā)展歷程 20 1.2.4 賦形天線的發(fā)展歷程 24 1.2.5 天文天線的發(fā)展歷程 28 1.3 極端尺寸天線的應(yīng)用場景 35 1.4 極端尺寸天線的技術(shù)挑戰(zhàn) 36 本章小結(jié) 37 本章參考文獻(xiàn) 37 第2章 磁電天線 45 2.1 磁電天線工作原理 45 2.1.1 磁電天線的基礎(chǔ)理論 45 2.1.2 磁電天線的分析模型 47 2.2 磁電天線設(shè)計(jì)方法 52 2.2.1 材料選擇 52 2.2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 54 2.2.3 層序與層數(shù)設(shè)計(jì) 55 2.2.4 幾何尺寸設(shè)計(jì) 60 2.3 磁電天線仿真分析 64 2.3.1 磁電天線的結(jié)構(gòu)特性分析 64 2.3.2 磁電天線的電磁特性分析 68 2.4 磁電天線加工與測試 78 2.4.1 磁電天線的制備工藝流程 78 2.4.2 磁電天線的測試平臺搭建 81 2.4.3 磁電天線的測試結(jié)果分析 83 本章小結(jié) 89 本章參考文獻(xiàn) 89 第3章 納米天線 93 3.1 納米天線工作原理 93 3.1.1 表面等離激元理論 93 3.1.2 整流天線的二極管理論 96 3.2 納米天線設(shè)計(jì)方法 100 3.2.1 納米天線設(shè)計(jì) 100 3.2.2 整流二極管設(shè)計(jì) 101 3.2.3 納米天線與整流二極管耦合設(shè)計(jì) 102 3.3 納米天線仿真分析 103 3.3.1 納米天線的分析模型 103 3.3.2 納米天線的結(jié)構(gòu)特性分析 106 3.3.3 納米天線的電磁特性分析 108 3.3.4 納米天線的整流特性分析 112 3.4 納米天線的加工與測試 117 3.4.1 納米天線的測試方案設(shè)計(jì) 117 3.4.2 納米天線的測試平臺搭建 119 3.4.3 納米天線的正面照射實(shí)驗(yàn)測試 119 3.4.4 納米天線的背面照射實(shí)驗(yàn)測試 120 本章小結(jié) 122 本章參考文獻(xiàn) 122 第4章 機(jī)械天線 124 4.1 機(jī)械天線工作原理 124 4.1.1 低頻電磁波跨越介質(zhì)交界面?zhèn)鞑ヒ?guī)律 124 4.1.2 低頻電磁波水下衰減特性分析 125 4.1.3 磁偶極子的等效模型 126 4.1.4 旋轉(zhuǎn)磁偶極子的等效模型 128 4.1.5 旋轉(zhuǎn)磁偶極子在有損耗介質(zhì)中的輻射場模型 131 4.2 機(jī)械天線設(shè)計(jì)方法 132 4.3 機(jī)械天線仿真分析 134 4.3.1 單旋轉(zhuǎn)軸的電磁分析 135 4.3.2 倍頻性能的時(shí)域和頻域分析 138 4.3.3 多旋轉(zhuǎn)軸陣列的仿真分析 140 4.3.4 機(jī)械天線多旋轉(zhuǎn)軸陣列寬帶化設(shè)計(jì) 145 4.3.5 跨介質(zhì)通信傳輸功能仿真分析 148 4.4 機(jī)械天線加工與測試 151 4.4.1 機(jī)械天線的收發(fā)信機(jī)設(shè)計(jì) 151 4.4.2 機(jī)械天線的測試平臺搭建 154 4.4.3 機(jī)械天線的信號倍頻性能實(shí)驗(yàn) 155 4.4.4 機(jī)械天線的近場特性實(shí)驗(yàn) 157 本章小結(jié) 160 本章參考文獻(xiàn) 161 第5章 賦形天線 163 5.1 賦形天線工作原理 163 5.2 賦形天線設(shè)計(jì)方法 165 5.2.1 初始反射面索網(wǎng)的形態(tài)設(shè)計(jì) 165 5.2.2 反射面的網(wǎng)格劃分 167 5.2.3 前網(wǎng)面的找形設(shè)計(jì) 169 5.2.4 賦形網(wǎng)狀反射面的設(shè)計(jì) 173 5.3 賦形天線仿真分析 181 5.3.1 偏置賦形反射面的仿真分析 181 5.3.2 對稱賦形反射面的仿真分析 186 5.4 賦形天線加工與測試 192 5.4.1 可展開桁架機(jī)構(gòu)的加工制備 192 5.4.2 三層賦形索網(wǎng)結(jié)構(gòu)的加工制備 195 5.4.3 賦形反射面的實(shí)驗(yàn)流程 197 本章小結(jié) 199 本章參考文獻(xiàn) 200 第6章 天文天線 202 6.1 天文天線工作原理 202 6.1.1 天文天線結(jié)構(gòu)參數(shù) 203 6.1.2 天文天線副面散射場計(jì)算 204 6.1.3 天文天線主面輻射場計(jì)算 205 6.1.4 天文天線變形分析 207 6.2 天文天線設(shè)計(jì)方法 209 6.2.1 面向天文天線電性能的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì) 209 6.2.2 面向天文天線電性能的協(xié)同優(yōu)化設(shè)計(jì) 215 6.3 天文天線加工與測試 221 6.3.1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的獲取 221 6.3.2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理 224 6.3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析 227 本章小結(jié) 228 本章參考文獻(xiàn) 229 第7章 極端尺寸天線設(shè)計(jì)展望 231 7.1 極端尺寸天線的最新設(shè)計(jì)技術(shù) 231 7.2 極端尺寸天線設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù) 237 本章小結(jié) 238 本章參考文獻(xiàn) 239 附錄 241 致謝 248