MSF电磁窗电性能优化技术研究

在力学性能与电磁性能一体化综合设计要求下,分析金属空间桁架(MSF)电磁窗的金属桁杆的物理构造对其兼顾力电性能的影响,以改良现有MSF电磁窗布局。利用CAD软件创建了两种结构的MSF电磁窗模型,分别为等截面MSF电磁窗和变截面MSF电磁窗。等截面电磁窗的所有金属桁杆横截面结构相同,变截面电磁窗由两种横截面结构的金属桁杆构成。运用理论分析其力电综合性能,再利用FEKO电磁仿真软件获得实验数据,对比两种MSF电磁窗的实际性能。结果表明,变截面MSF电磁窗与等截面MSF电磁窗相比,电磁性能得到了一定优化,力学性能也得到了改善,具有更强的应付恶劣自然环境的能力,变截面MSF电磁窗是提高电磁窗力电综合性能的可用设计方案。     

数值仿真HPM大气击穿中等离子体丝状阵列的形成

文章结合Maxwell方程,修正的自洽电子流体方程,采用时域有限差分法（FDTD）对高功率微波（HPM）大气击穿进行了仿真,分析了等离子体丝状形成过程、原因,结果表明：气体击穿后,形成沿着波的传播方向规律的排列着的等离子体丝状,离散的丝状向源的方向发展,相邻等离子体丝状之间的距离略小于1/4波长,等离子体丝状向源方向发展是电离和扩散共同的结果.     

金属骨架结构对天线罩散射特性的影响*

在轮廓尺寸确定的情况下,天线罩金属骨架的结构划分对其电磁性能起着至关重要的作用。从骨架 拓扑结构的角度出发,研究了不同结构对骨架散射特性的影响。通过构建物理参数一致的规则和非规则金属骨架, 采用感应电流率理论得出骨架不同位置的感应电流分布,最后确定骨架的扩散场影响。结果表明,非规则划分的金 属骨架,由于桁杆在球面上近似为随机分布,远区散射能量被分配到了偏离主辐射方向的旁瓣区域,主辐射方向相 对于规则骨架的影响要小很多。应用非规则划分方法设计的骨架,可以有效提高天线罩的性能。     

基于迭代散射算法的柱体阵列散射场分析

该文基于迭代散射算法(ISP)对柱体阵列的散射场进行分析。通过矢量柱面波函数展开,根据理想导体表面边界条件,建立柱体表面入射场与散射场的关系式。将前一次迭代时柱体阵列的近区散射场作为下一次迭代的入射场,推导出柱体阵列散射场系数间的迭代关系。通过分析不同迭代次数下2~4个柱体的散射场,确定3次迭代即可保证算法的准确度。对比数值结果表明,迭代散射算法具有与矩量法(MoM)结果同等的准确度,并具有明显优于矩量法的计算速度。     

任意极化平面波斜入射柱体电磁散射分析

根据椭圆极化平面波的极化角与椭圆率角,通过极化分解的方法分析推导出两个正交的电磁场分量,得到两分量的相位差以及复振幅比。在柱坐标系下利用波函数展开分别分析了两个正交分量对圆柱体的散射场分量,最后进行矢量叠加得到总散射场。采用Matlab编程计算了单根圆柱体在不同极化平面波、不同斜入射角度下的散射场,并与基于严格矩量法的仿真软件FEKO结果进行比较。结果表明,随着椭圆率角的增加,斜入射角度的减少,导体圆柱前后向散射场复振幅比值减小,该算法与矩量法计算结果相比吻合良好,并且大大节约了计算内存与计算时间。     

具有双陷波特性的超宽带平面天线设计

设计了一种带有2个陷波频段的超宽带天线。天线的缝隙和馈电枝节采用相反的梯形结构,以实现较好的阻抗匹配。通过在宽缝隙中增加2个线形枝节和1个"E"形结构,使得天线在3.0 GHz~3.9 GHz和5 GHz~6 GHz 2个频段内出现频率阻断。根据天线的阻抗曲线,给出等效谐振电路并对陷波产生的原理进行了分析。最后对天线的远场辐射特性进行分析和阐述,测试结果良好,达到了陷波超宽带天线频率阻断的效果。     

电磁窗桁架阻挡比对天线口径场影响分析

基于感应电流率理论, 提出了将阻挡面积与口径场分布相结合的阻挡比计算方法, 修正了传统算法存在的入射场分布不均匀问题, 分析了金属桁架电磁窗中金属桁杆的散射效应, 研究了桁架阻挡比在特定天线口径场分布下对天线传输特性的影响, 以卡塞格伦天线为例计算了平行极化波入射桁杆阵列时的插入损耗, 并将计算结果与FEKO软件中矩量法仿真结果进行了对比验证.结果表明:考虑天线口径场的阻挡比算法相比传统算法在计算精度上有了较大提高, 最大误差不超过0.1 dB; 金属桁架电磁窗的插入损耗不仅受阻挡面积与感应电流率的影响, 还与天线口径场能流密度分布有关; 减小阻挡比, 是设计低损耗电磁窗的有效途径.     

一种多层基片集成波导均衡器

提出了一种基于基片集成波导结构的微波增益均衡器的设计方法。该均衡器以基片集成波导作为主传输结构,通过在宽边耦合基片集成波导谐振腔实现。利用HFSS仿真软件对具有4个谐振腔的均衡器进行仿真,并采用多层PCB加工制作了该均衡器,测试和仿真结果吻合较好,并具有优良的性能。     

天线阵的方向性仿真教学实践

天线阵的方向性是“天线与电波传播”课程中的一个重要知识点,其理论分析涉及公式较多,且概念抽象,学生难以直观理解。本文将三维电磁仿真软件CST应用到天线阵的方向性课堂教学中,以二元阵和均匀直线阵为例,用三种方法实现了阵列天线方向性的可视化仿真,该实例表明,虚拟仿真技术在教学中,通过直观形象的图形显示,加深了学生对理论知识的理解,开拓了学生在设计仿真方面的视野,有效提高了课堂教学质量。     

微带线的电磁耦合特性分析及实验验证

为分析不同入射方式下的电磁波与微带线的耦合特性问题,将PCB板上微带线等效为有耗传输线模型,对辐照平面波进行矢量分析并求解等效激励源,利用BLT方程计算不同入射方式下的电磁波与微带线的耦合终端响应,针对仿真结果开展效应实验验证,仿真与实验结果吻合较好。研究表明,BLT方程可有效地解决电磁波与微带线的耦合问题,当电场平行于微带线或垂直于PCB平面入射时,可产生较强的耦合,且平行入射情况比垂直PCB入射情况在微带线终端激励起的峰值电压大一倍;幅度为1v／m的电场在微带线上激励的峰值电压可达到mV量级。