内容介绍
中文摘要：
尽管人们已经开发了针对不同类型天线的多种设计技术，如线天线、贴片天线、透镜天线以及反射面等，但尚未构建普适的框架技术—普适框架技术应可用于各种天线的综合与设计，使天线具有满足使用者特定需求的电气特性。近年来，5G通信及各种空天技术、国防应用、生物医疗和类似应用的快速发展，迫切需要天线设计技术的大幅提升。本文从场操控角度剖视天线设计技术，为这种框架性构建提供一个可能的思考，以期最终部分满足这种需求。首先，回顾现有操控技术，包括基于麦克斯韦方程和波动方程在内的场变换方法，指出这些技术的局限性，并提出改善性能的方法。其次，介绍一种基于2D超表面的场操控方法及其理论基础--广义反射和折射定律。进一步，探索如何利用2D超表面克服传统的由临界角严格限制的反射和折射局限性。最后，给出场操控方法在天线设计中的应用实例，以期引导人们发展面向未来通信天线设计的通用策略和方法。
关键词：
场操控；变换光学；天线设计；表面电磁学
作者：
张鹏飞，闫玉凯，刘英，Raj MITTRA
单位： 西安电子科技大学电子工程学院，中国西安市，710071；中佛罗里达大学电气工程与计算机科学系，美国佛罗里达奥兰多，32816；阿卜杜勒阿齐兹国王大学电气与计算机工程系，沙特阿拉伯吉达，22254
本文引用格式： Peng-fei Zhang, Yu-kai Yan, Ying Liu, Raj Mittra, 2020. A look at field manipulation and antenna design using 3D transformation electromagnetics and 2D surface electromagnetics. Frontiers of Information Technology & Electronic Engineering, 21(3):351-365. https://doi.org/10.1631/FITEE.1900489 |
张鹏飞，西安电子科技大学副教授，硕士生导师。2008年于西安电子科技大学获博士学位，2015年3月至5月赴美国宾州州立大学Raj Mittra教授课题组访问学习，2015年5月至2016年3月赴中佛罗里达大学电子工程系访问学习。研究领域包括相控阵天线设计、新型电磁调制辐射和散射机理分析、探地雷达、高能宇宙射线大气簇射射电信号探测等。主持自然科学基金、装备预研项目等多项。在IEEE Transactions on Antennas and Propagation等期刊发表论文30余篇，授权专利10余项，获国防科技进步奖三等奖。目前为IEEE会员，多个国内外期刊审稿专家，自然科学基金评审专家。
Raj Mittra is a Professor in the Department of Electrical Engineering & Computer Science Department of the University of Central Florida in Orlando, FL, USA, where he is the Director of the Electromagnetic Communication Laboratory. Prior to joining the University of Central Florida, he worked at Penn State as a Professor in the Electrical and Computer Engineering from 1996 through June, 2015. He was a Professor in the Electrical and Computer Engineering at the University of Illinois in Urbana Champaign from 1957 through 1996, when he moved to the Penn State University. Currently, he also holds the position of Hi-Ci Professor at King Abdulaziz University in Saudi Arabia.
He is a Life Fellow of the IEEE, a Past-President of AP-S, and he has served as the Editor of the Transactions of the Antennas and Propagation Society. He won the Guggenheim Fellowship Award in 1965, the IEEE Centennial Medal in 1984, and the IEEE Millennium Medal in 2000. Other honors include the IEEE/AP-S Distinguished Achievement Award in 2002, the Chen-To Tai Education Award in 2004, the IEEE Electromagnetics Award in 2006, and the IEEE James H. Mulligan Award in 2011.Recently he founded the e-Journal FERMAT (www.e-fermat.org) and has been serving as the co-Editor-in-Chief of the same. Dr. Mittra is a Principal Scientist and President of RM Associates, a consulting company founded in 1980, which provides services to industrial and governmental organizations, both in the U.S. and abroad.点击下方“阅读全文”，下载全文PDF
关于本刊
Frontiers of Information Technology & Electronic Engineering（简称FITEE，中文名《信息与电子工程前沿（英文）》，ISSN 2095-9184，CN 33-1389/TP）是信息电子类综合性英文学术月刊，SCI-E、EI收录，最新影响因子1.033。前身为2010年创办的《浙江大学学报英文版C辑：计算机与电子》，2015年更为现名，现为中国工程院信息与电子工程学部唯一院刊。覆盖计算机、信息与通信、控制、电子、光学等领域。文章类型包括研究论文、综述、个人视点、评述等。现任主编为中国工程院院士潘云鹤、卢锡城，实行国际同行评审制，初次转达意见一般在2~3个月内。文章一经录用将快速在线。
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