口径积分法结合CST软件分析缝隙阵列天线罩

采用近场口径积分算法结合三维电磁仿真软件(Computer Simulation Technology,CST)仿真软件分析了带有多层介质天线罩的平板缝隙阵列.用CST对天线罩内的缝隙阵列天线进行仿真分析得到每个缝隙中心点的电磁场分布,对天线罩部分分析采用近场口径积分法分析天线罩部分对平板缝隙阵的影响.通过对该混合方法计算出的带罩平板缝隙阵列天线结果与CST全波仿真结果进行对比来验证该方法的正确性,结果表明:两者吻合很好.由于采用CST软件提取缝隙阵口径场考虑了阵元之间的互耦,较传统的理想阵元模型更加准确.混合方法避免了全波算法解决电大尺寸多层介质天线罩分析过程中耗费计算资源大、时间长的缺点.     

全角度稳定的多频带高性能FSS天线罩研究

为解决通信系统天线罩的角度敏感问题,提出了一种新型超小型化、多频带、全角全极化稳定的强耦合型频率选择表面(SC-FSS)设计方法,通过引入两种层间强耦合谐振结构,先后研制了高选择性双阻带、双通带型SC-FSS天线罩,其单元尺寸小于0.03λ.研究了不同工作模式下SC-FSS的电场和表面电流分布,建立了相应的等效电路模型,提取计算了精准的等效电路参数,解释了SC-FSS结构的物理机理.加工制作的双通带天线罩样品测试结果表明,天线罩的两个通带分别在2 GHz和5.8 GHz,并分别有一个4 GHz的低阻带和7.5 GHz的高阻带.特别值得一提的是,无论对于TE模式还是TM模式波,即使入射角度增至86°,所有传输极点和传输零点保持不变,与理论计算和全波仿真结果高度吻合.因此,所提出的多频段、超小型化SC-FSS结构几乎对所有入射波角度和极化都不敏感,可用于高性能天线罩、天线反射器和电磁干扰屏蔽设计中.     

任意形状天线罩的快速分析

将自适应积分算法与体积分方程相结合分析任意形状天线罩对天线辐射特性的影响。将任意形状的天线罩剖分成四面体，基于体积分方程的自适应积分快速算法求出天线罩上的感应电流，即可求出天线-天线罩系统的总场。自适应积分快速算法的应用提高了矩量法的计算速度，并大大缩减了需要的存储量，从而使该方法可用于分析电尺寸较大的天线罩.最后,分别计算了球形、锥形天线罩存在时理想电振子阵列的辐射方向图。     

应用PO-AI方法分析加罩OAM天线的辐射特性

应用物理光学-口面积分（PO-AI）方法,数值分析加载天线罩的轨道角动量（OAM）波天线的辐射特性,评判介质天线罩对各阶模式OAM波的辐射特性、幅相分布以及模式纯度的影响程度。通过与现有文献中天线罩实例的测试值相对比,验证了算法的正确性和有效性;考察了开口波导环形阵列OAM波天线工作于不同的模式阶数时,半球形天线罩所引起的空间场幅-相分布的变化。在此基础上,计算了一个正切卵形、多层介质天线罩情况,验证了PO-AI 算法对复杂结构的适应性。从数值结果可见,天线罩对高阶OAM辐射波的幅值分布影响较大。数值计算也证实该算法可以快速预估介质罩存在时OAM波形的畸变程度,有助于实现对天线罩各参数的快速优化。     

旋转体天线罩远场方向图的快速计算

介绍了一种用矩量法分析旋转体天线罩问题中远场方向图的快速计算方法.利用旋转体天线罩结构上的特性,可以对天线罩上的场及等效电磁流进行模式分解,将二维问题转化为若干一维问题,这样求解得到的等效电流和磁流分布是以模式叠加的形式表示的.在求解远场方向图时,可以利用每个模式沿罩面环向的分布特性及天线罩的结构特性,通过解析的方法来处理方位角积分,从而可以快速计算远场方向图.     

环境温度对天线罩电性能的影响分析

选取了环氧树脂和中空织物作为天线罩材料,用Debye模型对材料的介电常数、损耗角正切与温度的关系进行了分析。在介电性能与温度关系的研究基础上,建立了雷达罩-天线一体化仿真模型,用电磁仿真软件对不同温度下雷达罩-天线整体的透波率和远场方向图等电性能进行了仿真分析,研究了温度对天线罩电性能的影响,并对中空织物天线罩的透波率进行了验证性测试。研究结果表明：温度超过50℃时,环氧树脂材料的介电性能随温度上升出现了多个极大值,加载天线罩时的透波率和远场电性能在极大值处发生了恶化,影响了天线的正常工作;而中空织物材料的介电性能随温度变化不大,加载天线罩时的透波率和远场电性能较为稳定,仿真结果与测试结果基本吻合。     

基于全波法的甚低频波对低电离层扰动分析

通过全波解反射系数和波模振幅递归算法,文中分析了平面波在水平电离层分层结构中的能流分布规律,结合电离层化学反应模型对电离层参量的扰动情况进行仿真,并与其他文献中使用的方法相比.全波计算方法考虑到了各层反射、透射波相互叠加的情况,仿真结果对比发现,用全波法得到的能流吸收和电子温度扰动幅度更大.不同入射波参数、地磁场参数、...     

基于深度神经网络的可编程超表面智能波束形成

通过在超表面单元上加载二极管等有源器件,可编程超表面可实现对电磁波的实时灵活调控。通常利用全波仿真软件计算可编程超表面的辐射场,但该方法需要消耗大量的时间,因而降低了设计效率。为了实现准确高效求解给定编码序列计算辐射场,该文首先设计了辐射场自动测试系统,利用该测试系统实测了少量的编码和辐射场数据,其后提出了一个正向深度...     

平面波照射下贯通导线电磁干扰快速算法

提出了一种基于BLT（Baum-Liu-Tesche）方程的平面波辐照下金属腔贯通导线电磁干扰分析的快速计算方法.首先采用电磁拓扑理论将整个问题进行拓扑分解,根据场线耦合理论获得场线耦合节点的传输函数,进而采用广义BLT方程获得外界电磁波与贯通导线相互作用时金属腔内终端负载上的干扰电流.将该算法用于贯通单导线、贯通双导线和贯通传输线网络电磁干扰问题分析,计算获得的终端负载上感应电流结果与全波分析方法结果吻合较好,证明了该快速算法的有效性.该快速算法计算时间仅为全波分析法的万分之一,且所占内存相比全波分析法缩小了几十倍.     

天线罩设计的新进展

本文讨论两种天线罩设计技术的最新进展。首先讨论可以降低A型夹层天线罩最大象差的三种方法,罩形可以是高细度比的圆锥形或椭球形。未修正的椭球A型夹层罩象差的计算值与用三种修正法修正的同型罩的相应数值进行了比较。所研究的三种修正方法是:特殊导线修正法,控制天线罩夹芯各向异性的方向性和利用人造介质增大罩芯的介电常数。三种修正法都表明,它们可以将峰值象差降低50%。其次讨论了降低强化塑料天线罩的性能随温度变化的方法。叙述了用各种强化布的两种聚酯树脂构成的强化天线罩材料。给出了在Ⅰ(Ⅹ)波段从20℃到175℃范围内介电常数和损耗角的测量值。为说明在此温度范围内介电常数和损耗角变化的情况,给出了Ⅰ(Ⅹ)波段半波天线罩结构的计算带宽。     

一种基于超材料的谐波抑制天线罩

设计了一种基于超材料结构的前置谐波抑制单元天线罩,该天线罩采用多层互补型亚波长单元结构,在一个天线单元的有限尺寸范围内排列更多的周期单元,减小边缘效应的影响,天线罩总厚度小于5 mm,通过PMI泡沫与喇叭天线连接。采用激光刻蚀工艺制备了不同尺寸的两种试验件,并进行了超材料的传输系数测试以及带罩天线阵谐波抑制性能测试,结果表明,所设计的超材料谐波抑制天线罩具有带内0.3 dB 的插损,二次谐波20 dB和三次谐波30 dB的抑制能力。     

高超声速飞行器毫米波天线罩电气性能研究

针对高超声速飞行器毫米波天线罩的工作环境和要求,分析毫米波天线罩电性能设计的难点。通过与低频段低速天线罩在设计上的比对,分别从天线罩厚度、入射角、材料介电性能3个关键的物理量入手,梳理影响毫米波天线罩电气性能的主要因素。根据已有防热透波材料体系,在继承低频低速天线罩二维射线追踪理论设计方法,并且充分考虑毫米波天线罩电气性能新特性的基础上,综合提出高超声速飞行器毫米波天线罩材料选择及壁厚精确设计方法。通过电磁仿真和实测数据的对比评估毫米波天线罩的电性能,验证了天线罩设计方法的正确性。     

基于FFT-BCG的微带天线研究

将全波分析与快速傅里叶变换及双共轭梯度相结合,对微带天线进行分析计算,结果表明,计算结果同实测结果吻合较好,说明了该分析方法的正确性和有效性.同时,该方法提高了计算速度,为微带天线的快速分析和计算提供了良好的借鉴.     

基于遗传算法对二维天线罩瞄准误差的优化

基于物理光学法及表面积分法计算了二维相控阵天线罩的瞄准误差并利用遗传算法对瞄准误差进行优化。首先建立二维相控阵天线一罩系统的数学模型并对瞄准误差进行分析计算,并在此基础上利用遗传算法对天线罩的壁厚分布进行编码以实现对瞄准误差的优化。     

六边形环复合吸波超材料性能的等效电路分析方法

该文提出一种针对六边形环复合吸波超材料吸波性能的等效电路分析方法。基于六边形环谐振特性建立了等效电路模型,通过对六边形点阵分布的傅里叶分析,提出了等效分布周期参数,给出了基于模型尺寸的RLC参数提取方法。与全波仿真结果比较,所提出的等效电路模型对分析多种尺寸的六边形环复合吸波材料具有较好的适用性和准确性。通过样品制作和测量,进一步验证了该模型的有效性,最后实现了一款工作于1.7～5.7 GHz的宽带雷达吸波材料。     

基于GA算法的宽带天线罩透波率优化

基于遗传算法(GA),以天线罩的透波率提高为目标,对宽带天线罩的壁厚分布进行优化.首先用射线追踪法建立了天线罩透波率计算的数学模型,在等壁厚天线罩透波率计算结果的基础上,利用遗传算法对天线罩的壁厚分布进行优化,最终实现了宽带天线罩透波性能的提高.     

电磁计算在雷达设计中的应用及需求分析

随着计算电磁学和计算机技术的迅速发展,电磁计算在雷达设计中扮演着举足轻重的角色.本文分析了电磁计算在雷达设计中的应用,包括雷达天线设计、馈线及微波网络设计、天线罩设计以及复杂电磁环境雷达天线性能评估,并介绍了有限元法（finite element method,FEM）、矩量法（method of moment,MoM）和时域有限差分（finite-difference time-domain,FDTD）法三种常用的全波电磁仿真计算方法以及高频近似算法,最后讨论了雷达技术发展对电磁计算的新需求.     

天线与天线罩的矩量法严格建模分析

传统计算天线罩对天线性能的影响,是基于天线的辐射场已知的条件下进行的。这样的计算没有考虑天线罩对天线本身电流分布的影响,尤其当天线罩位于天线近场区域的时候,这样的建模方式将带来严重的误差。利用等效原理和矩量法(MoM)对天线和天线罩进行了严格建模,并研究了天线罩对天线电流及辐射特性的影响。数值计算结果与相关参考文献的结果吻合良好。     

深紫外光刻投影物镜温度特性研究

透镜材料对激光能量的吸收导致深紫外光刻投影物镜温度升高,产生热像差。离轴照明模式下,温度呈非对称分布,研究温度场对热像差的仿真预测和补偿具有十分重要的意义。提出了温度分布函数模型描述4种照明模式下物镜的三维温度分布;研究了温度的时间特性,并通过计算预测了光刻物镜的热稳态温度值以及达到稳态所需的时间。结果表明,利用该温度分布模型描述多种常见照明模式下投影物镜的空间温度分布,平均拟合误差约为10-3℃量级;通过温度时间关系函数预测热稳态温度的误差约为10-4℃,时间误差不超过3min。通过该温度分布模型计算得到的热像差结果与基于SigFit的仿真结果一致,但计算效率提升了三个数量级。     

飞秒激光对发射药切割过程的热分析

对利用飞秒激光的超快速时间和超高峰值的特性烧蚀切割发射药过程进行了热分析建立丁飞秒激光与发射药作用过程中的传热模型,计算丁药剂内部的温度分布以及烧蚀反应放出的热量;在本研究的计算条件下．确定了在切割过程中,受激光作用的表面温度可达2500℃以上,作用深度小于1.0μm.