基于异常反射型超表面的天线反射面设计

在实际应用中有许多场合需要对电磁波的传播进行人工调控, 传统的光学器件或者人工电磁介质都是采用三维结构, 但传统的三维结构介质很难与其他器件或设备进行集成.利用相位非连续人工电磁表面则可以在传播路径的介质分界面上引入相位突变, 进而实现人工调控电磁波.文章在此基础上在微波波段利用构造分界面相位梯度提出了一种异常反射型超表面的设计, 用作天线反射面可将圆极化波高效地转化为交叉极化波, 为微波段的电磁波人工调控提供了新的手段.根据广义反射定律及斜入射时相位突变修正设计的天线反射面, 在X波段可以实现对入射电磁波的人工调控, 并通过仿真分析验证了该设计方法的准确性, 为人工电磁表面作为天线反射面提供了一种设计思路.     

基于超表面的超宽带线极化转换特性研究

极化转换在太赫兹调制领域具有重要的研究意义和应用价值。传统的极化转换器件存在尺寸大、集成度低、损耗高、带宽窄等诸多不足。该文提出一种对称“山”型超表面共振单元结构,可用于实现反射、透射极化转换器件的设计。其中反射型器件实现了极高极化转换率的宽带线极化转换,透射型器件实现了相对带宽达135.5%的超宽带线极化转换。采用各向异性理论分析了反射型器件产生极化转换的机制,并基于多重干涉理论对共振结构阵列与金属背板构成的类F-P腔进行了计算,计算结果与仿真吻合较好。进一步使用正交线栅类F-P腔与共振结构阵列,构成透射型器件,并深入分析了共振单元结构不同部分对宽带极化转换的贡献,讨论了不同结构形成的极化转换频段间的耦合方式。研究结果为基于固定相位差的超宽带偏振极化转换器件的实现以及超表面类F-P腔应用提供了新的思路。     

微波段超构表面对电磁波波前的调控研究

文章回顾总结了本课题组近期关于微波段超构表面的研究进展。首先推导了单层超构表面的透射效率极限值,并设计实现了对交叉圆极化电磁波波前的有效人工调控。进一步基于等效滤波器的理论模型,推导了多层超表面的基本结构特性,在此基础上设计了能够分别工作于线极化及圆极化入射波条件下的多层超构透镜,实现了微波涡旋波束的高效激发,以及对正交圆极化的内在对称性进行人为解耦等多重波前调控。经过一系列的仿真分析和实验验证,我们所设计的微波段单层、多层超构表面均可产生符合预期理论设计的调控结果。这些研究进展为电磁波调控器件的平面化提供了有效的理论依据,加快了超构表面在无线通信技术领域的应用和发展。     

基于超表面的远场多波束调控综述

超表面作为二维的的超材料,在保留其对电磁波调控能力的同时,具有剖面低、损耗小、易与其它器件集成的优点。自广义斯涅耳定律被提出以来,传统由透镜和棱镜等光学元件沿传播路径逐渐积累的相变方式开始被离散相位取代,极大地提升了超表面设计的灵活性。通过对超表面局部幅度和相位信息进行调控,可以改变入射波的传输方向,使其朝着不同方向传播。文章首先简要概述几种实现多波束激发的超表面平台,然后介绍了基于超表面平台对远场波束多波束调控的前沿进展,并对未来发展方向进行了展望。     

圆极化解耦手性辅助超表面

设计了一种圆极化手性辅助微波段超表面,根据手性结构的自旋相关响应特点,通过调节单元中圆弧的张角可以独立改变左旋/右旋圆极化波的反射相位,同时反射的同极化波束幅度能维持较高水平.为了证明所提出单元的有效性,分别设计了左右旋波束独立偏转和携带不同拓扑电荷数的涡旋波束2个超表面.仿真结果表明,所提出的单元能够有效对2个正交圆...     

A highly linear fully integrated CMOS power amplifier with an analog predistortion technique

A transformer-based CMOS power amplifier（PA） is linearized using an analog predistortion technique for a 2.5-GHz m-WiMAX transmitter.The third harmonic of the power stage and driver stage can be cancelled out in a specific power region.The two-stage PA fabricated in a standard 0.18μm CMOS process delivers 27.5 dBm with 27%PAE at the 1-dB compression point(P_1dB) and offers 21 dB gain.The PA achieves 5.5%EVM and meets the spectrum mask at 20.5 dBm average power.Another conventional PA with a zero-cross-point of g_m3 bias is also fabricated and compared to prove its good linearity and efficiency.     

二维任意形状隐身罩条件的仿真验证

基于线性坐标变换,推导了二维任意形状隐身罩的隐身条件,并得到了任意多边形隐身罩材料本构参量及通解表达式,并运用电磁仿真软件——COMSOL 对几个典型的多边形进行仿真验证和损耗分析,从而验证了所得本构参数的正确性,这些分析结果打破了隐身罩设计中外形的限制,为隐身罩的实际设计提供了理论依据。     

使用预失真技术的全集成线性CMOS功率放大器

本文使用了模拟预失真技术设计了用于2.5 GHz的m-WiMAX发射机系统的基于转换器的CMOS功率放大器,功率级和驱动级的三次谐波可以在特定功率范围内相互抵消。使用标准0.18μmCMOS工艺设计的两级功放在1 dB压缩点处的功率为27.5 dBm,功率增加效率为27%。在20.5 dBm的平均功率下可以满足功率谱的要求,EVM为5.5%。测试结果表明,与传统的使用三阶跨导零点偏置技术设计的功放相比,该功放具有良好的线性度和效率。     

圆极化复用型多功能超构表面研究进展

文中回顾并总结了课题组近期关于圆极化复用型多功能超构表面的研究进展. 从几何相位在正交圆极化波作用下的共轭对称响应出发,基于超构表面的等效琼斯矩阵提出了交叉极化双通道复用的独立调控方法,突破了几何相位的交叉极化耦合限制. 进一步,基于同极化与交叉极化分量间的幅相关系,提出了三通道复用的多元波前集成方法,实现了对透射圆极化电磁能量的全场调控. 在此基础上,通过引入手性诱导相位提出了圆极化四（全）通道复用的波前调控方法,有效提高了对圆极化电磁能量的利用效率,为提高现代通信系统信道容量及信息传输速率打下理论基础.     

基于神经网络的RF MEMS移相器面向设计参数建模

以毫米波段MEMS移相器为研究对象,提出一种直接面向设计参数的建模方法。该方法直接选取分布式RF MEMS移相器的关键设计参数作为建模目标,通过HFSS仿真获得人工神经网络建模的样本数据,并使用三种神经网络对移相器的S参数及设计参数进行建模。实验结果表明,与HFSS仿真数据相比,面向设计参数直接建模的方法对于移相器中心频率f0、10dB带宽B和插入损耗最小值(33~37GHz)建模误差绝对值均值分别在0.094~0.171GHz、0.085~0.159GHz和0.040~0.048dB之间。相比于基于S参数间接建模方法的准确率均至少提高了50%。