多层宽带雷达吸波涂层吸波性能及损伤特性

以铁磁性粉体为吸收剂、聚氨酯为粘结剂,基于静电喷涂技术制备了具有优异吸波性能的雷达吸波涂层。结果表明,具有多层结构的雷达吸波涂层不仅可以在垂直入射条件下实现宽波段、高强度吸收,同时在斜入射条件下也具有极其优异的吸波性能。在入射角度为35°～70°范围时,其在厚度为1.2 mm时反射损耗峰在5～18 GHz范围内仍然可以达到-10 dB。特别的是,在入射角度为62°时,其反射损耗峰达到-50 dB,真正实现了宽波段、广角域、高强度吸收。此外,基于所设计和制备的多层铁磁性雷达吸波涂层,利用Ansoft HFSS搭建多层多界面仿真模型,结合有限积分法分析了典型损伤脱落对其吸波性能的影响,为后续开展多层铁磁性雷达吸波涂层维护与损伤评估提供理论指导。     

基于超表面的低插损频率选择吸波体的仿真设计

该文提出了一种基于超表面的低吸高透的频率选择吸波体的设计思路,其主要目的是实现双站雷达散射截面缩减,从而增加天线系统的隐身功能。该频率选择吸波体(FSR)结构由上层的电阻层和下层的频率选择层组成,两层中间由11mm高的塑料隔离柱隔开,两层结构均采用中字型结构进行设计。文中分析了FSR的等效电路吸波原理和透波原理,并通过参数优化查看了不同电阻值时FSR的吸波效果。通过分析不同频率下的电流分布,从物理层面解释了透波功能和吸波功能。仿真结果表明, 传输带的-3 dB带宽从9.6 GHz到12 GHz。在通带中心频率10.7 GHz处,其插入损耗为0.15dB,吸波带宽从3.84 GHz到7.84 GHz,其相对带宽达到69%,实现了吸透一体的功能效果。同时,该FSR具有较小的单元尺寸（0.026λ*0.026λ,λ为吸收带的起始频率对应的波长）。     

微波暗室用角椎形吸波体及其吸波特性仿真分析

为进一步提高微波暗室吸波材料的吸收性能,研究了不同外形结构的发泡聚丙烯(EPP)基吸波体.在分析比较传统角椎形和圆锥形吸波体吸波性能的基础上,提出了一种扭曲椎形吸波体结构,仿真分析了不同扭曲角的扭曲椎形吸波体在不同频率、不同入射角下的吸波性能.研究发现,综合考虑大角度斜入射情况,扭转角度为20 °的扭曲椎形吸波体在20～40 GHz频率范围内可以获得比无扭曲的传统角椎形吸波体更好的吸波能力.     

基于加速遗传算法的多层微波吸收材料的优化设计

针对多层雷达吸波材料(RAM)需要满足吸收频带宽和厚度薄的优化目标,用加速遗传算法(AGA)建立了对电磁波的吸收达到特定的反射损耗值要求下多薄层吸波材料的优化设计方法.根据材料参数数据库,给出了在任意给定的频率范围内以及任意入射角下如何确定各层材料的种类和厚度的优化方法.成功地给出了在0.8~2 GHz频段以及2~8 GHz频段5层微波吸收涂层的优化设计结果,并对优化结果进行了评价,讨论了宽频带、强吸收、多薄层吸波材料的吸波特性与各层材料电磁参数的关系.     

一种微带线到带状线宽带垂直耦合过渡结构

针对基于微波多层介质板的微带线到带状线过渡问题,提出了一种微带线到带状线宽带垂直耦合过渡结构,通过地层的圆形开孔完成微带线与带状线椭圆形贴片间的电磁耦合与匹配设计,实现了微波信号在微波多层介质板内跨层传输。将微带线到带状线宽带垂直耦合过渡结构在三维电磁场仿真软件中进行了建模,并对背对背结构进行了仿真、加工与测试。测试结果表明,在7~13 GHz的频带范围内输入输出回波损耗小于-12 dB,插入损耗最小为1.48 dB。该微带线到带状线宽带垂直耦合过渡结构具备了良好的性能,同时具有电路结构简单、加工方便等特点,在微波电路设计方面具有较高的实用价值。     

磁织构化处理对NiZn铁氧体基复合电波吸收材料吸波特性的影响

以NiZn铁氧体为主吸收剂,添加其他介质制成复合电波吸收材料,经垂直和平行磁场磁织构化处理后,在7.5~12GHz波段测试其吸波性能,发现样品的最大反射衰减量由原来的30.5dB分别增高到36.0dB和31.7dB,匹配厚度略增,面密度略降,吸收峰移向低频,10dB带宽略增.垂直和平行磁场织构化的双层结构,其吸波性能与单层相比有所改变.     

雷达吸波结构的FGA优化设计

本文采用浮点数编码遗传算法对多层涂敷型的吸波结构进行优化设计时,引入分段变参数遗传算法和权值调整技术来解决算法的早熟和吸波结构性能的宽角适应性问题.文中首先建立了适用于吸波结构优化设计的理论模型,然后设计算法使吸波结构在任意给定的频段和入射角度范围,通过对吸波结构的每层材料电磁参数及其厚度的优选使其吸波性能达到最佳,最后给出了吸波结构的点频和宽带的数值仿真结果.     

ZnO-羰基铁复合纳米粒子的吸波特性

采用高能球磨法制备了氧化锌-羰基铁复合体吸波剂,研究了材料在0~20GHz频率下的吸波特性。实验表明,随着球磨时间的延长,吸波剂颗粒尺寸减小,吸收峰强度增高。通过对比不同样品的吸波特性发现,氧化锌作为介电材料包覆在羰基铁颗粒上,使得吸收谱向低频方向扩展,吸波效果明显增强。所制备的球磨30h的氧化锌-羰基铁3mm厚样品的-5dB带宽达到10.8GHz,-8dB带宽达到5.1GHz,最大吸收峰为-30dB。     

磁性不锈钢409L合金吸波材料的电磁与吸波性能

针对现有磁性金属吸收剂耐腐蚀性能不足的问题,以不锈钢409L粉为吸收剂、硅胶为基体制备了不同吸收剂含量的吸波材料,采用HP8722ET矢量网络分析仪对其电磁与吸波性能进行了研究。实验结果表明,在2~18GHz范围内,随着频率的增高,磁性不锈钢409L/硅胶吸波材料的介电常数实部(ε′)基本保持不变;介电常数虚部(ε″)不断增大;而磁导率的实部(μ′)和虚部(μ″)不断减小。随着409L合金吸收剂含量的增大,ε′、ε″和μ″不断增大;μ′在低频时随着体积含量的增加而增大,在高频却相反;3mm厚吸波材料最小反射率先减小后变大,吸收峰由高频向低频移动,半高宽逐渐变窄。409L体积分数为20%时,最小反射率为-17.8dB,其对应的峰值频率为9.4GHz,有效带宽(≤-8dB)达到5.27GHz(7.03~12.3GHz);体积分数为30%时,最小反射率为-24.1dB,其对应的峰值频率为6.3GHz,有效带宽(≤-8dB)达到4.5GHz(4.2~8.7GHz),在X和C波段具有较好的吸波性能。而且通过对材料进行二层设计,能够有效地进行宽频吸收,具有一定的应用前景。     

阻抗型频率选择表面电磁吸波结构的设计及测量

以传统Salisbury屏电磁吸波结构为基础,引入阻抗型频率选择表面(Frequency Selective Surfaces)对其进行了改进设计,采用等效电路模型法和电磁全波仿真对吸波结构的吸波性能进行计算和优化,改善吸波结构的吸收性能。用电子束蒸发镀膜法制备了基于铁/二氧化硅多层薄膜的频率选择表面结构,并以此为基础构建了新的吸波结构,平板反射率测量结果与仿真相吻合,显示引入频率选择表面能够有效减小吸波结构厚度,并能够拓展工作频带、提升吸波性能。     

宽频带的微带等角螺旋天线设计

为了实现宽频带天线指定方向的高性能辐射，设计了一种宽频带的微带等角螺旋天线。为实现阻抗匹配，天线馈电部分设计了一种指数渐变式微带巴伦结构。经过实物测试参数，结果表明加入了指数渐变巴伦结构后天线实现了良好的阻抗匹配并具有良好的宽频带特性，其工作带宽为1.74～4.82 GHz，回波损耗最低达- 30 dB。同时设计了一个平底型金属反射腔用于反射背向电磁波，在保持宽频带工作特性的同时，使天线具有了良好的单向辐射特性，天线在整个工作频段内的增益均大于6 dB，与传统的螺旋天线相比，具有宽频、定向、高增益的特点，具有一定应用前景。     

基于LM法的换流站关键设备宽频建模方法研究

直流输电系统换流站存在多种产生或传输谐波的电气设备,建立适用于仿真研究的换流站宽频模型十分重要。传统建模方法较为复杂,且不适用于低阶等效模型。因此,基于元件物理模型和阻抗特性,利用列文伯格-马夸尔特算法求解宽频模型参数、拟合阻抗特性曲线,并简化了宽频模型。然后据此建立了晶闸管、平波电抗器和换流变压器等换流站关键设备的宽频模型,验证了该方法的正确性。最后,将元件宽频模型等效电路应用于仿真模型,仿真对比表明宽频模型相比于理想模型,5次谐波幅值减小约基波的1.7%~1.8%,并且简化宽频模型可以加快仿真速度。     

特高压CVT电容分压器的宽频建模

特高压电容式电压互感器（CVT）作为特高压电网中重要的一次设备,其电容分压器承受着来自电网的特高电压,建立特高压CVT电容分压器的宽频模型对研究其过电压分布具有重要的意义。通过网络分析仪测量特高压CVT电容分压器的宽频阻抗参数,然后利用矢量匹配法对测量到的宽频阻抗参数进行有理函数逼近,再通过电路综合理论得到特高压CVT电容分压器的宽频等效电路。通过对2台电容分压器的测量和建模结果进行对比分析可知,该方法适用于建立特高压CVT电容分压器宽频等效电路模型。     

Fractional‐order mutual inductance: analysis and design

This paper introduces for the first time the generalized concept of the mutual inductance in the fractional‐order domain where the symmetrical and unsymmetrical behaviors of the fractional‐order mutual inductance are studied. To use the fractional mutual inductance in circuit design and simulation, an equivalent circuit is presented with its different conditions of operation. Also, simulations for the impedance matrix parameters of the fractional mutual inductance equivalent circuit using Advanced Design System and MATLAB are illustrated. The Advanced Design System and MATLAB simulations of the double‐tuned filter based on the fractional mutual inductance are discussed. A great matching between the numerical analysis and the circuit simulation appears, which confirms the reliability of the concept of the fractional mutual inductance. Also, the analysis of the impedance matching using the fractional‐order mutual inductance is introduced. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

抑制非平行微带线间串扰的保护带方法研究

非平行传输线之间的耦合(串扰)是非常复杂且难以预测的,但是在高速电路中,这种串扰影响又必须考虑在内.针对非平行微带线串扰问题,首先利用基于Daubechies小波函数的MRTD方法计算非平行微带线间夹角分别为0°、30°、45°、60°时微带线的串扰,提出微带线间夹角对串扰的影响.其次,研究了采用保护带的方法对非平行微...     

用于能量收集的低功率宽带宽输入整流器

本文提出了一种具有宽动态输入功率范围的宽带整流器，主要用于低输入功率条件。提出的整流器利用肖特基二极管的单向导电性和并联型电路拓扑结构进行整流。在提出的结构中，采用了由两级微带线和匹配电感组成的宽带阻抗匹配网络，以减少失配损耗，并在工作范围内实现高射频到直流的功率转换效率(PCE)。其中匹配电感是为了抵消二极管的电容。提出的整流器被设计、优化、仿真、制造和测试。测试结果与仿真结果非常吻合。在输入功率范围为-1～10 dBm,带宽为1.8～2.8 GHz(相对带宽为43.4%)的情况下，PCE大于50%。此外，在输入功率为10 dBm时，PCE峰值为76.4%。与以前的类似工作相比，本文提出的整流器工作于最低的功率水平，使其在射频能量收集的发展中具有重要的应用前景。     

表面开槽的宽带遥测微带天线设计

微带天线由于体积小、易共形、适用于金属环境等优点而被广泛地应用于旋转件遥测系统中。针对传统微带遥测天线带宽较窄的问题,本文提出了一种通过在天线贴片和地板上开槽来扩展带宽的设计方法,并进行了仿真和测试验证,二者结果吻合良好。高频电磁结构仿真软件HFSS的仿真结果表明,通过在适当位置开槽,可使得天线的相对阻抗带宽(S11<-10dB)达到5.6%(2.409~2.545GHz),基本覆盖ISM频段,最高增益可达4dBi。测试结果表明其相对阻抗带宽为6%(2.41~2.56GHz),在收发天线间距10毫米的情况下,传输系数S21达到-22dB,可以满足遥测系统的需求。     

超声电机的等效电路模型及其参数辨识

超声电机的数学模型对电机的结构设计、工作特性分析、驱动控制以及提高运行效率都有重要的意义,但由于其时变和非线性特性,使电机参数的测量成为研究热点。文中基于电机振子的等效电路模型,用参数辨识的方法得出其参数,为电机驱动过程中阻抗的动态匹配和电机工作效率的提高打下基础。     

风电场站单机聚合模型倍乘元件阻抗参数设计

现有较大规模风电场站等值模型中常采用倍乘方式实现机组聚合,以节省建模与仿真计算等资源。针对风电场站单机聚合模型倍乘元件在风电场建模中应用广泛、参数设置缺少规律性的现状,对倍乘元件阻抗参数在风电场等值建模中的影响展开研究。首先,以PSCAD软件官网的经典倍乘元件入手,分析各个自定义阻抗参数间的关系与重要程度。其次,搭建风电场基准测试模型并展开等值聚合,通过参数遍历测试,研究倍乘元件阻抗参数对等值误差的影响机理,依据稳态运行点等值误差、仿真步长两个方面的限制,提出倍乘元件阻抗参数选择方法。最后,选取稳态运行点、三相电压跌落、宽频振荡3个工况,对影响机理与推荐参数展开验证。从等值误差的角度,对大型风电场建模仿真中倍乘元件阻抗的参数设计提供了参考建议。     

基于阻抗匹配模式的并联逆变器均流方法

针对逆变器并联系统的动态均流问题,提出了阻抗匹配模式的逆变器并联控制方案.依据电路等效理论,将开环控制的逆变器等效为给定电压源与虚拟阻抗串联的电路形式,并给出了阻抗参数的辨识方法.以逆变器的等效电路作为被控对象模型,推导出可改变逆变器输出虚拟阻抗的控制方法.给出了并联逆变器间的虚拟阻抗匹配关系.所设计的逆变器除需共享电压给定基准正弦信号外,完全自主均流,控制方法简单.采用两台容量为1 kVA、空载输出电压为220V的逆变器并联进行了仿真和实验研究.仿真与实验结果显示:两台逆变器输出电流之差峰值小于0.1A;在负载阶跃变化中,无过渡过程.