摘要
界面电磁学是电磁学领域的一个前沿研究方向,对于新型微波和天线器件设计具有重要的理论指导意义.文章对界面电磁学进行了简要介绍,包括其发展历程、学科定位,以及关键研究内容.还进一步提出了基于界面电磁学的相控阵天线设计新思路,并给出了多个相控阵天线设计实例,包括采用旋转式电磁表面的微马达相控阵、采用电调数字表面的超大口径相控阵(10 240单元)、超高频率相控阵(96GHz)和透射式相控阵.最后介绍了新型相控阵在微波/毫米波安检成像系统中的应用,实验结果证明了全电调快速空间成像的可行性与成像精度.
As a new research frontier in electromagnetics （EM）, surface electromagnetics （SEM） provides important theoretical guidelines for novel microwave and antenna devices. This paper presents a brief overview of surface electromagnetics, including development history, scientific importance, and critical research topics. Furthermore, a novel SEM-based design methodology is proposed for phased array antennas, and several examples are presented, including a micromotor-controlled phased array using rotatable EM surface, a super-large phased array （10 240 elements）, a very high frequency phased array （96 GHz）, and a transmission-type phased array, all using electronic-tunable EM surfaces. Finally, the proposed phased array is applied in a microwave/millimeter wave security imaging system, and experimental results demonstrate the feasibility and accuracy of the fast all-electronic space imaging system.
作者
杨帆
许慎恒
刘骁
杨雪
潘笑天
王敏
肖钰
李懋坤
YANG Fan,XU Shenheng,LIU Xiao,YANG Xue,PAN Xiaotian, WANG Min,XIAO Yu,LI Maokun(Tsinghua University, Beijing 100084, Chin)
出处
《电波科学学报》
EI
CSCD
北大核心
2018年第3期256-265,共10页
Chinese Journal of Radio Science
基金
北京信息科学与技术国家研究中心
关键词
界面电磁学
人工电磁表面
超构表面
相控阵天线
波束扫描
微波成像系统
surface electromagnetics （SEM）
artificial electromagnetic surface
metasurface
phased array antennas
beam scanning
microwave imaging system
作者简介
联系人：杨帆（1975-）,男,湖北人,清华大学教授,微波与天线研究所所长.1997年和1999年在清华大学获学士学位和硕士学位,2002年在美国加州大学洛杉矶分校获博士学位.2002-2004年在加州大学洛杉矶分校从事博士后研究并担任讲师.2004年加入密西西比大学,先后任助理教授,副教授,并获聘终身教职.2010年由清华大学百人计划引进,任电子工程系教授.主要研究方向包括现代天线的理论、设计与测量、界面电磁学的理论与技术、电磁场数值算法与优化,以及应用电磁系统的研究与开发.E-mail：fan_yang@tsinghua.edu.cn;许慎恒（1978-）,男,江苏人,清华大学电子工程系副研究员,博士生导师.于2001年和2004年在东南大学获学士和硕士学位,2009年在美国加州大学洛杉矶分校获博士学位,并留校从事博士后研究.2012年加入清华大学电子工程系微波与天线研究所工作.主要研究方向包括新型应用系统中的高增益天线设计、人工电磁结构、电磁场与天线理论,以及优化算法研究和应用.;刘骁（1990-）,男,天津人,清华大学电子工程系在读博士研究生.于2012年在北京航空航天大学获学士学位,2014年在美国德州大学奥斯汀分校获硕士学位.主要研究方向为界面电磁学理论与应用.
