基于复合超介质基板的微带天线设计与分析

利用方形开口谐振环、微带线和缺陷地结构建构了一种结构较为简单、便于调节的腔体型结构超介质.仿真结果表明,设计的超介质在1.0～3.6GHz、3.8～7.1GHz和7.2～8.0GHz三个频段内均具有等效介电常数和等效磁导率小于零的左手材料特性.将超介质单元周期性地镶嵌在一种普通多频微带天线的介质基板内,实现了基于复合超介质基板天线.测试结果表明,在工作频率为1.61,3.44和3.9GHz的微带天线中加载这种超介质结构覆层后,其谐振频率分别降低了60,70和40MHz,同时将4.53～4.80GHz和4.97～6.00GHz两个工作频段扩展为4.6～6.0GHz的超宽带.所设计的天线整体性能良好,且满足了WLAN在5GHz通信频段的要求.     

复合左右手传输线的小型超宽带滤波器设计

基于复合左右手传输线的原理,设计了一款新型超宽带滤波器,结构简单且尺寸只有0.5 cm×1.5 cm,左手电容是由微带线结构耦合形成,左手电感由接地短截线形成。通过仿真结果与实物测试可知超宽带滤波器的带宽为3.3~10.2 GHz,插入损耗小于1 dB,回波损耗小于–12.5 dB。该滤波器可用于超宽带无线通信系统中。     

一种基于超介质覆层加载的LTE天线设计

将弧形微带线、圆形开口谐振环和方型DGS(Defected Ground Structure)组建了一种平面微带型超介质单元,该单元在微波频段内具有等效介电常数和等效磁导率均小于0的特性。同时在双层贴片与接地板之间利用短路针加载技术,设计了一种结构简单的普通微带天线。MATLAB和HFSS软件仿真结果表明,设计的平面型超介质单元在1~10 GHz频段内具有多个等效介电常数和等效磁导率均小于0的频段。将由超介质单元构成的覆层加载到天线辐射贴片前方,构建一种工作频段完全覆盖1.92~1.98 GHz,2.11~2.17 GHz的LTE(Long Term Evolution)超介质天线。仿真结果表明,加载超介质覆层后微带天线的工作频段分别扩展为1.91~2.05 GHz、2.09~2.19 GHz频段,增益也提高了至少2 dB。     

一种圆极化可重构微带天线的设计

对圆弧寄生单元微带天线进行了理论分析,设计了一种圆极化可重构的圆形微带天线。该天线通过电控开关控制圆弧寄生单元的状态,从而实现左、右旋圆极化的转换。并利用仿真软件HFSS13.0对天线的特性进行了仿真验证。结果表明,在天线回波损耗S11<–10 dB时,该天线在频段为2.38~2.51 GHz,3 dB轴比带宽为30 MHz,且最大辐射方向处正交极化差达20 dB以上。天线的整体辐射性能良好,且结构简单易于实现,很容易在低频段匹配到50,能够满足WLAN在2.4 GHz频段的要求。     

双层新型左手超介质覆层在WLAN天线中的应用

研究加载左手超介质覆层对天线性能改进为目的,基于传统的开口谐振环和金属杆的变形组合,设计出一种等效介电常数和磁导率均小于0的多左手频带超介质覆层。将此覆层加载在工作频段为5.15-5.35GHz,5.725-5.825GHz的WLAN微带天线上,天线工作频率降低且辐射方向图得到了良好的改善。HFSS和MATLAB仿真结果表明,设计的左手超介质覆层在2-3.5GHz, 3.8-7.3GHz和7.5-12GHz三个频段具有左手特性,WLAN双频天线在加载双层左手超介质覆层后,工作频率分别降低了0.04GHz和0.09GHz,其最大增益分别提高了1dB和1.4dB,从而验证了设计的正确性。同时为设计性能更为优良的左手超介质覆层天线提供了新思路。     

一种K波段电磁超材料的设计及其在微带天线中的应用

根据电磁材料的相关理论,设计出一种由新型谐振器和金属线组成的电磁双负超材料,即介电常数和磁导率同时为负的电磁材料。新型谐振器通过较小谐振腔并联的方式,在较大的单元尺寸下提高了谐振频率,既使该电磁超材料在K波段实现了双负特性,又保证了材料的辐射面积,克服了高频段超材料由于尺寸太小而难以应用的困难。设计出一种K波段的微带天线,将新型谐振器加载在天线上,并用HFSS软件对未加载谐振器和加载谐振器的天线进行仿真对比。仿真结果表明,相比普通天线,加载新型谐振器的微带天线性能得到明显提升,驻波比2 d B以下的带宽增加了58.3%,增益变大,并且由于谐振器对天线副瓣的抑制,提高了天线的方向性。     

一种应用于TD-LTE通信终端的天线设计与研究

运用传统的缝隙刻蚀技术与短路针加载技术,设计了一种构造简单的普通微带天线。同时将由微带线、三角形开口谐振环和缺地陷结构组建的超介质覆层加载到普通微带天线上方,构建形成一种基于超介质覆层的微带天线。MATLAB和HFSS联合仿真结果表明,超介质覆层在1-3GHz频段内具有负等效介电常数和负等效磁导率的特性。与普通微带天线相比,基于超介质覆层微带天线工作频带由原来的1.88-1.92GHz、2.6-2.65 GHz分别扩展为1.86-1.91GHz、2.57-2.64GHz,增益的最小增幅达到0.02d B。设计的超介质微带天线的工作频段和增益均满足了TD-LTE(1.880-1.900GHz、2.575-2.635 GHz)通信要求,其扩频手段和提高增益的方法也为设计性能更为优良的TD-LTE天线提供了一种参考思路。     

基于复合左右手传输线的超宽带滤波器设计

本文基于复合左右手传输线理论提出了一种设计超宽带滤波器的新方法。该方法从传输的幅度和相位出发,利用微带线结构构建复合左右手传输线,通过控制复合传输线的左手响应频率和右手响应频率来构建微波带通结构。通过在微带线上采用缺陷地板结构物理上实现负等效介电常数,得到低通特性;采用微带线加载交指电容实现负等效磁导率,得到高通特性。最终通过将两种情况组合,构建具有较强左手特性和较弱右手特性的复合传输线,完成基于微带线结构的超宽带滤波器设计。文中给出的仿真结果和实测结果吻合良好,有利的证明了该方法的有效性和实用性。     

一种UHFRFID系统宽带标签天线的设计

基于微带天线结构,设计了一款适用于整个UHF RFID系统的新型宽带标签天线。在H型贴片上开H槽,形成了两个相近的谐振点,调整H槽的位置和大小,使两个谐振点靠近耦合,从而拓展了天线带宽。通过改变贴片底部矩形槽深度和微带线长度调整天线的输入阻抗。使用软件HFSS14.0进行仿真分析。结果表明,该天线具有很好的宽频特性(766～989 MHz,回波损耗S11<10 dB),在超高频段(840～960 MHz)内具有良好的阻抗匹配特性。     

基于平面微带结构超介质天线设计与分析

利用开槽曲流技术构建了一种工作频段位于S、C波段内的多频微带贴片天线,根据传统立体左手材料的变型结构设计了一种新型平面微带结构的超介质。在微带贴片天线的介质基板内加载超介质覆层后,天线工作频率降低,频带展宽以及辐射性能得到改善。HFSS和Matlab仿真实验结果表明,新型平面微带结构的超介质在2.7~4.9GHz和5.0~5.5 GHz两个频段内具有等效介电常数和等效磁导率均小于0的左手特性,工作频率在2.66,3.67,4.66和5.49 GHz的微带贴片天线加载超介质覆层后,其谐振频率分别降低了140,140,210和270 MHz,同时4.60~4.78GHz的工作频带展宽了160 MHz。该超介质微带天线可以运用于实际的WLAN或WIMAX通信中。     

PWM型高压电源的设计

以CRT为像源的平视显示系统对高压电源的性能、效率、体积、重量等有很高的要求,PWM型高压开关电源因为具有体积小、重量轻、效率高等优点而获得了广泛的应用。对PWM型高压电源的原理、单元电路等进行详细的介绍。电路采用逆变方式,从27 V直流电压,经过功率变换、升压变压、倍压整流等环节产生所需要的高电压。电压的稳定调节通过安置在负反馈通道中的脉宽调制器SG1525A实现,其基本原理是,采样电路对输出电压进行采样,与基准电压进行比较后,引起PWM产生的方波宽度改变,控制功率变换器中开关管的通断时间,使得输出电压向相反方向改变,从而使输出电压保持稳定。     

基于磁性介质棒的可调太赫兹波吸收器研究

设计了一种中心吸收频率可调的太赫兹波吸收器。在开口谐振环两侧引入磁性介质棒(钇铁石榴石),在改变外加磁场的条件下,通过影响开口谐振环周围环境的有效磁导率来控制中心吸收频率的大小。计算仿真结果表明,当磁感应强度从0 T变化到18 T时,该吸收器的中心吸收频率变化范围高达4 GHz(0.532~0.536 THz),而且吸收率均超过99%。     

左手介质材料的研究进展与应用前景

本文介绍了一种新颖奇特的物质——左手介质材料（left-handed materials，LHM），叙述了左手介质材料的发展简史、制备方法、基本性能，对其潜在应用前景进行了展望。     

基于组合梯度超表面的低RCS微带天线设计

针对微带天线的带内和带外雷达散射截面（radar cross section,RCS）减缩问题,提出了一种加载组合梯度超表面的低RCS天线设计方法,以解决传统RCS减缩技术存在的带宽受限和设计复杂问题.该方法将8个梯度方向间隔45°的梯度超单元依次排列在辐射贴片的周围,由于梯度超单元的奇异反射特性,散射场将会被重新分布至各个方向,表现出漫反射效果,从而实现单站和双站的RCS减缩.仿真和测试结果表明:加载组合梯度超表面前后微带天线的RCS在7.2~18.4 GHz减缩了5 dB以上,且微带天线原有的辐射特性基本保持不变.该设计方法具有设计简单、超宽带工作的特点.     

红外探测器发展需求

由于未来作战环境复杂,红外探测技术发展面临严峻挑战,而作为红外型武器的核心——红外探测器,正朝着高灵敏、宽谱段、高分辨率、低功耗、小型化和智能化的方向发展。通过回顾相关产业军民两用融合情况和红外探测技术发展历程,总结军事发展对探测器新的要求,以确立新一代探测器发展方向。在详细分析国外红外探测器发展历程和现状的基础上,重点介绍了国外红外焦平面探测器的最新研制情况和成果,包括非制冷红外探测器、制冷型红外探测器、红外双色探测器等,并总结强调第三代红外探测器需要在控制成本的同时不断提高和改进红外焦平面探测系统的性能。最后概述了智能化红外焦平面阵列的发展情况。     

基于LTCC超材料基板的小型化V波段毫米波微带天线设计

本文介绍了一种基于LTCC超材料（metamaterials）基板的小型化V波段毫米波微带天线设计。通过HFSS仿真软件获得LTCC超材料基板的S参数,使用改进的S参数提取方法获得材料的等效介电常数和磁导率。利用LTCC超材料替代普通介质基板,实现了毫米波微带天线的小型化,并与常规介质基板天线的性能进行了对比。     

仿真想定规范化开发方法

针对仿真想定权威性和重用性两方面的需求,提出了一种通用的仿真想定规范化开发方法,该方法建立在基于任务空间概念模型的仿真想定概念模型提取规范和基于XML的仿真想定描述规范之上。利用提取规范能够得到与真实军事信息无偏差的仿真想定概念模型,并可以基于此建立合理且权威的仿真想定约束机制;基于仿真想定描述规范,可以得到标准格式的仿真想定,以达到仿真想定重用性的目的。最后,通过项目中的实际应用,初步验证了该方法的合理性和有效性。     

一种加载超材料吸波体的新型三面角反射器设计

针对传统角反射器的性能强烈依赖于入射波长,难以对抗变频雷达探测的问题,设计了一种加载超材料吸波体的新型三面角反射器。在8 GHz与12 GHz两个频点,产生近似相同的后向雷达散射截面(RCS)。对该角反射器的性能进行测试验证。结果表明:加载超材料吸波体后,在12 GHz频点,其RCS值下降约3.6 dBsm,在8 GHz频点,其RCS值与普通角反射器相比,下降约0.1 dBsm。新型角反射器的性能满足设计要求,为有效对抗变频雷达对角反射器假目标的探测与识别提供了新的途径。     

基于ADMPDE-WNN的网络安全态势预测方法

精确预测网络安全态势,对分析网络安全态势和趋势、调整安全策略具有重要意义。针对复杂网络系统规模变化,建立了层次化网络安全态势评估模型;在分析小波神经网络(WNN)基本原理及优缺点的基础上,将具有寻优能力强、收敛速度快的自适应局部增强微分进化算法(ADMPDE)与WNN算法相结合,提出了基于ADMPDE-WNN的态势预测方法。通过仿真实验分析,ADMPDE-WNN算法大大减小了训练误差和预测误差,提高了网络安全态势预测精度。基于ADMPDE-WNN的网络安全态势预测是一种科学、合理的预测方法,具有一定的理论意义和应用价值。     

小型综合座舱显示系统软件设计与实现

基于小型飞机综合航电系统的应用需求,通过分析小型综合座舱电子系统组成结构,设计了系统逻辑架构,给出了飞行显示器与综合处理机的顶层功能流框图。提出了多通道数据的实时采集、冗余路径实现、数据加卸载等3项关键技术,给出了具体的设计实现方法。该系统在VxWorks嵌入式实时操作系统上实现,已在海鸥300飞机综合航电系统项目中安装使用。