微波前向散射法研究出血性脑中风

用微波前向散射法探究出血性脑中风的出血量。该法利用脑出血状态及正常大脑状态下收发天线之间传输系数的幅度S21 和相位渍S21 差值变化、以及大脑的电场分布数值的变化来检测脑中风出血位置。文中用三维人体组织电磁仿真软件Sim4Life 提供精细的大脑模型,在大脑中植入直径为10 mm、20 mm、30 mm 的血球模型,并将三个血球模型置于大脑同一位置,然后搭建模拟脑出血的实验平台进行实测,由不同规格的试管模拟不同规格的出血量,最终验证了仿真结果与实验结果一致。实验证明,大脑出血量越大对收发天线间传输系数以及电场强度的影响越大。     

一种高增益微波光子天线阵列的设计

设计了一种中心频率为20 GHz的8单元微带光子天线阵列,利用微波光子技术解决了传统微波技术在高频、宽带等方面的问题。天线单元为矩形微带贴片天线,馈电网络采用具有λ/4阻抗匹配枝节设计的多级T型等分功分器。采用光子上变频技术产生20 GHz的微波信号,光载微波信号经光纤传输后由阵列天线发射。利用三维高频结构电磁场仿真对该天线阵模型的搭建和优化进行仿真,结果表明天线阵仿真阻抗带宽为1.15 GHz,在带宽内最大增益为13.6 dBi。将天线阵列应用到微波光子系统发射端,测量结果表明,最大增益可以达到6.92 dBi。该天线阵列性能良好,可广泛应用于未来移动通信网络覆盖领域。     

电小天线匹配网络中负阻抗变换器的研究

根据非福斯特电路的负阻抗变换特性,研究了有源宽带匹配网络。采用晶体管设计负阻抗变换器,结合传输矩阵对网络电路进行了分析。通过仿真和实验实现了在10~100 MHz的负电抗变换。结果表明,该电路20~60MHz转换效率大于90%,测试结果与模拟结果基本一致,验证了负阻抗变换器的可行性和有效性。利用该电路结构能够对电小天线进行宽带匹配,提高天线的工作带宽和辐射性能。     

对拓式高增益Vivaldi天线设计

为了提高传统对拓式Vivaldi天线在低频段的增益以满足微波探测脑活动穿透力的需求,设计了一种尺寸为100 mm×120 mm×2 mm的对拓式Vivaldi天线。该天线在不改变原天线尺寸的情况下通过在接地层加载圆弧形反射器来改善天线在低频段的辐射特性。结果表明,在1~3 GHz频带内天线的VSWR<2,在工作频带内增益均高于4 dB,相对于未加载圆弧形反射器的情况,频带内增益最大提高了3 dB。对天线进行加工实测,实测与仿真结果吻合良好,使得该天线可以应用于人脑活动探测等领域。     

水下短距离微波无线通信实验探索

以上海市各区不同泳池为样本水源,使用微波谐振腔法获得样本的品质因数和电导率参数,建立了微波信号在泳池中传播的路径损耗模型,并评估了水下无线传输距离,选定水下无线通信实验的频率。设计加工了微波发射前端天线及相关电路模块并用于水下测试。实验综合运用了微波理论、天线技术、电磁场仿真设计、微波器件加工与测量等电磁场与微波技术专业知识,具有较强的工程应用价值。     

一种短波鞭状宽带天线的设计

设计了一种短波鞭状宽带天线,天线体高度为10 m,直径为10 cm,利用FEKO电磁仿真软件建立了仿真模型。通过对天线体进行两点集总元件加载来改善天线低频段阻抗特性,利用遗传算法优化了加载点和加载位置,并在天线馈电端运用改进实频法进行匹配网络设计,使得天线在3³0 MHz频段内阻抗平稳。计算了天线的驻波比、增益和效率,并实际制作了一副天线进行了测试,实测天线驻波比和仿真计算结果相吻合,最大驻波比不超过2.8,可以和宽带发射机良好匹配,实现了天线的宽带化。     

一种短波宽带鞭天线的设计方法

设计了一种短波宽带鞭天线.为缩小天线尺寸和提高工作带宽, 采用集总元件和传输线, 运用加载技术和宽带匹配网络技术相结合提高了天线的宽频带特性, 基于矩量法分析仿真天线性能, 混合遗传算法和差分进化算法进行天线加载和匹配网络的一体化优化.根据综合出的天线参数实际制作了一副短波宽带鞭天线, 通过对比实测与仿真电压驻波比(voltage standing wave ratio, VSWR)曲线, 二者吻合较好, 验证了设计方法的正确性.     

宽带太赫兹偶极子光电导接收天线研究

太赫兹光电导天线广泛应用于宽带脉冲太赫兹波的检测,是太赫兹光谱和成像系统中的重要器件。偶极子光电导天线由于其结构简单、制作容易成为使用最广泛的一类太赫兹光电导接收天线。衡量太赫兹光电导探测天线的一个重要指标是其响应带宽。针对偶极子天线的探测带宽,分别对天线臂长为10、50、150 m的偶极子天线及一种作为对比的178 m的蝶形天线（Bowtie antenna）进行了实验及理论研究。结果显示其探测带宽随天线臂长增加而减小,与微波天线理论一致。进一步的,采用商用电磁场数值仿真软件进行建模仿真,仿真结果与理论及实验结果具有很好的一致性,证实数值仿真已在很大程度上模拟出实际天线的特性,从而为优化结构参数制作大宽带和高灵敏度的太赫兹天线提供支持。同时,对超半球硅衬底透镜对天线接收频谱的影响也进行了探讨。     

宽频宽角金属栅网雷达罩

研究了多层金属栅网与雷达罩介质壁混合结构的阻抗匹配特性.通过将金属栅网的等效感性电纳与雷达罩介质壁的容性电纳进行匹配,扩展了雷达罩的工作带宽和电波入射角范围,降低了雷达罩对宽频带雷达天线的电性能影响.文中给出了某些典型混合结构的仿真计算结果.结果表明,在X波段,雷达罩电波入射角0°～60°,传输效率大于90%的带宽可达4 GHz以上.该匹配技术已成功应用在某雷达天线罩上.     

一种宽带UHF印刷偶极子天线的设计

设计制作了一种宽带UHF印刷偶极子天线.为了使天线在UHF的低频段获得宽带特性,采用了改进的Marchand巴伦馈电.该巴伦在传统的结构上,通过在接地板上开槽以改变耦合微带线与接地板之间的电容值,从而调整巴伦的奇偶模阻抗,以提高偶模阻抗与奇模阻抗的比值,实现带宽的拓展.仿真表明天线在530 ～ 790MHz范围内,回波损耗低于-10dB,相对带宽可达40％.加工制作了天线,实测结果与仿真数据吻合良好.这类天线在微波低频段具有特别的实用意义.     

A direct optimization approach for source reconstruction and NF-FFtransformation using amplitude-only data

In this paper, we present a direct optimization procedure that utilizes phaseless electric field data over arbitrary shaped surfaces for the reconstruction of an equivalent magnetic current density that represents the radiating structure of an antenna under test. Once the equivalent magnetic current density is determined, the electric field at any point can be calculated. Numerical results (both simulated and experimental) are presented to illustrate the applicability of this approach for nonplanar near-field to far-field (NF-FF) transformation as well as to antenna diagnostics. The results are presented using both theoretical and experimental phaseless data over one and two planes     

小尺寸多层平面式螺旋天线的仿真设计

本文介绍了一种小尺寸多层平面式螺旋天线,通过近场耦合实现在频率范围10～300MHz之间的短距离数据通信。这种平面式结构采用PCB工艺,通过圆形螺旋绕组,由过孔连通每层线圈,并将不同螺旋圈数、不同层间距、收发天线之间不同距离等对天线特性的影响进行仿真研究。仿真结果表明,随着天线圈数的增加,天线的谐振频率减小,电场减弱,而磁场增强。     

Wideband Antipodal Vivaldi Antenna Using Metamaterial for Micrometer and Millimeter Wave Applications

In this research article, a wideband antipodal Vivaldi antenna (AVA) is presented by incorporating a negative index metamaterial (NIM). The proposed antenna is designed using a linearly tapered shape structure. The overall performance of the designed antenna is improved by employing a negative index metamaterial (NIM). The ‘V’ shaped metamaterial unit cells are designed and placed at the top surface in between two radiators of AVA, to radiate the maximum electric field in the end-fire direction. The designed antenna dimensions are 50 mm × 24 mm × 0.51 mm and it is compact as compared to AVA antennas available in the literature. The maximum gain of the designed antenna is 15.26 dBi at 41.3 GHz. The antenna gain is almost constant and varies in the range of 9.25 ± 1.75 dBi over the operating frequency range of 15 GHz to 40 GHz. The optimized design of an antenna makes it suitable for various micrometer and millimeter wave applications. Also, the measured results matched with the simulated results.

     

The determination of the electromagnetic field and SAR pattern ofan interstitial applicator in a dissipative dielectric medium

The spatial distribution of microwave energy absorbed per unit mass (the specific absorption rate or SAR) in biological tissue is calculated for a class of interstitial antennas. The insulated interstitial applicator is simulated as an asymmetrically drive antenna. An expression for the electric field intensity near the antenna is derived and calculated by direct numerical evaluation of a surface integral over the insulation. The predicted SAR patterns obtained using the calculated electric field intensity and the tissue conductivity agree very well with the measured SAR distributions around three different applicators in muscle-equivalent phantoms     

表面波放电狭缝天线辐射电磁场的三维数值分析

针对平板型表面波放电等离子体源,建立了表面波放电狭缝天线辐射电磁波模型,对狭缝天线辐射电磁场分布进行了三维数值计算,并与表面波电磁场进行对比分析,讨论了平板型表面波放电机理。结果表明:整个狭缝天线阵激发的电磁场是每个狭缝天线激发电磁场的线性叠加;狭缝天线阵直接激发的电磁场强度在临近波导壁面处很大,并且随着空间距离的增大迅速衰减;狭缝天线阵直接激发和表面波的电场均远大于各自的磁场,分析电、磁场对带电粒子的力作用时可以忽略磁场力的作用;表面波电磁场远大于狭缝天线阵直接辐射的电磁场,强电磁场范围也远大于狭缝天线阵直接激发的强电磁场范围,等离子体有增强电磁场强度、扩大强电磁场范围的作用。     

基于共铁塔的基站天线对在线监测设备电磁影响研究

随着共享铁塔建设的全面开展,基站天线对同塔布置的输电线路在线监测设备的电磁干扰问题开始凸显。结合在线监测设备的电磁兼容标准,揭示了基站天线对在线监测设备的电磁干扰机理。通过建立电大尺寸金属散射体无源干扰求解模型,采用物理光学-矩量法混合算法求解基站天线在铁塔表面产生的感应电流,获得了在线监测设备处的散射电场值。以山东35 kV 共享铁塔为算例,以天线工作频率、天线与在线监测设备之间的间距为变量,分析了铁塔塔头型式、天线功率、天线倾角等不同工况下的散射电场变化规律。结果表明,铁塔塔头型式对干扰影响较小,而天线功率和倾角对干扰影响较大。以此为计算依据,建议天线与在线监测设备之间的防护间距为18m。     

Electrical loop antenna using stacked patches for 433.92 MHz RFID reader

A novel and compact electrical loop antenna for an RFID reader at 433.92 MHz is proposed. Using modified and stacked patches, in-phase and uniform currents are excited so that an omnidirectional radiation pattern with a /spl phi/-component of the electric field is obtained. The antenna is analysed based on simulated and measured results.     

Finite-element analysis of complex axisymmetric radiatingstructures

A finite-element method (FEM) is developed for the analysis of complex axisymmetric radiating structures. The method is based on the electric field formulation with the transverse field expanded in terms of edge-based vector basis functions and the azimuth component expanded using nodal-based scalar basis functions. This mixed representation of the electric field eliminates spurious solutions and permits an easy treatment of boundary conditions on conducting surfaces as well as across material interfaces. The FEM mesh is truncated using a previously developed cylindrical perfectly matched layer (PML). The method has been successfully applied to three radiating structures: a corrugated horn antenna, a spherical Luneburg lens, and a half Maxwell fish eye. Numerical results are presented to show the validity, accuracy, and efficiency of the method