不同形状特征的碳基复合材料吸波性能分析

基于短切碳纤维、碳纳米纤维、石墨烯及炭黑,分析研究碳基复合材料中吸收剂形状比对电磁特性,尤其是吸波性能的影响。采用矢量网络分析仪测试基于不同形状比吸收剂形成碳基复合材料的电磁参数,并且计算出样品理论反射损耗。结果发现,随着频率的增加,碳基复合材料的介电常数逐渐减小;碳纳米纤维样品厚度为2 mm,在8 GHz时反射损耗达到-8 d B;炭黑与石墨烯质量比为1∶1时,在0. 5~12. 8 GHz频段内损耗角正切tanδ随频率的增大而增大且样品厚度为2mm时,其在12~16. 2 GHz反射损耗小于-10 d B,且在12. 8 GHz时反射损耗达到-22. 5 d B。通过对不同形状比吸收剂形成碳基复合材料的电磁参数分析,发现具有一定长径比或较大比表面积的吸收剂复合有利于提升碳基复合材料的吸波性能。     

碳纳米管的大面积合成及磁性(英文)

通过溶胶凝胶法和氢气还原法制备出Co纳米颗粒并以此作为催化剂材料,通过催化裂解苯的方法,实现了较低温度(460℃)下在Co纳米颗粒表面上合成碳纳米管。采用X射线衍射、激光喇曼光谱、场发射扫描电镜、透射电子显微镜和振动样品磁强计对所合成的碳纳米材料进行了表征。通过优化实验参数,可制备出最大产率和纯度分别为约50和98.02%(质量分数)的碳纳米管。由于铁磁性Co纳米颗粒的进入,使得整个复合物表现出比较好的磁性能。和以往以苯作为碳源合成碳纳米材料相比,此合成方案简单、成本低,且对环境无任何危害,非常适用于磁性碳纳米复合物的批量合成。     

石墨烯/铜镍铁氧体复合材料的制备及性能研究

为制备出宽波段磁波衰减材料,采用水热法制备得到了石墨烯/铜镍铁氧体复合材料（CNFRGO）,并对其进行SEM、XRD、红外光谱和拉曼光谱表征分析;然后测量其2~18 GHz的电磁参数,并计算其损耗角正切值和反射损耗,进而分析其微波衰减性能;最后,测量其中远红外波段的复折射率,利用测量数据和T矩阵法计算分析其红外波段消光和吸收性能。结果表明,尖晶石型铜镍铁氧体纳米颗粒吸附在还原石墨烯上,粒径大部分约为20 nm;CNFRGO同时具有介电损耗和磁损耗两种机制,其反射损耗低于-10 dB的频宽为3.7 GHz,在11.8 GHz处有峰值-14.7 dB;CNFRGO在近红外波段消光较强主要由散射引起,中远红外波段则主要由吸收决定,而其吸收能力在近红外和中红外波段较强,但在远红外大气窗口内相对较弱。因此,CNFRGO可同时吸收微波和红外辐射,是一种良好的微波与红外兼容材料。     

固相法制备锰锌铁氧体及其吸波性能研究

采用固相法制备Mn0.5Zn0.5Fe2O4锰锌铁氧体,通过XRD、SEM和网络分析仪研究样品的物相组成、微观形貌与电磁特性。结果表明:在1 150℃下煅烧5 h后可以制得纯相的锰锌铁氧体,颗粒分布均匀,大小约为250 nm,并且,Mn0.5Zn0.5Fe2O4铁氧体在11~15 GHz频率范围内反射损耗RL小于-5 dB,在13.8 GHz处反射损耗达到了-12 dB,表现出良好的吸波性能。     

具有吸波功能伪装布的制备及吸波性能研究

采用炭包EPS颗粒作为吸波材料填充迷彩伪装布,通过将迷彩布分格填充的方式研究颗粒分布状态对伪装布在1.7~18 GHz频段吸波性能的影响。结果表明,低频段内各试样吸波效果较差,而在X波段反射损耗可达到-8 dB,吸波性能有所提高;Ku波段反射损耗达-17^-9 dB,吸波性能大幅提高。这种差异主要是由于入射电磁波与底面反射电磁波发生干涉、增强吸波小球吸收电磁波的结果。     

一种性能改进了的大张角四脊型超宽带馈源的研制

超宽带馈源在通信和射电天文等领域有着极高的应用价值。四脊喇叭作为宽带馈源的一种重要形式,存在着反射损耗性能较差,方向图随频率波动严重,照明张角难以拓展等诸多缺陷。本文基于国际上已有的研究基础,设计了一款工作于1.2~6.8 GHz的双极化大张角四脊型超宽带馈源。该设计方案对脊片部件采用了"削出倒角"、"厚度赋形"和"脊片外延"的改进措施,显著改善了馈源在低频段的反射损耗性能,同时也拓展了照明张角,使其能够更好地应用在大张角主焦照明的场合。实测结果显示出,该超宽带馈源的带宽和反射损耗性能均略优于国外样机。在边缘照明角为68°的大张角情况下,该馈源依然可以在1.2~6.8 GHz的带宽(相对带宽5.67:1)内达到低于-10 dB的反射损耗,其中在2.5~5.3 GHz内的反射损耗低于-15 dB。而且,该馈源在E面和D面的-12 dB边缘照明角随频率的波动小于20°。     

铁镍合金与碳纳米管复合物的制备及吸波性能

以采用溶胶凝胶结合氢气还原法制备出的铁镍合金纳米颗粒为催化剂,原位裂解苯,成功合成铁镍合金与纳米碳管的复合物。场发射扫描电镜和高分辨透射电镜结果显示复合物为一维纳米管状结构。微波电磁参数测量结果表明:随着试样厚度的增加,匹配频率处的理论反射损耗量呈下降趋势;当厚度为1.5mm时,FeNi22@C复合物的微波吸收效果最好,在频率11.35GHz处反射损耗量为-4.74dB;可以通过改变铁镍合金中各成分的比例、复合物吸收厚度,调整复合物的复数介电常数和复数磁导率,优化复合物的微波吸收性能。     

P-GN/Ni复合材料的制备及其微波吸收性能研究

本文采用一步溶剂热法成功制备了磷掺杂石墨烯/Ni纳米复合材料(P-GN/Ni),并系统研究了其微纳结构和微波吸收性能。透射电镜(TEM)结果显示Ni纳米颗粒呈海胆状,并均匀地负载在半透明褶皱的磷掺杂石墨烯(P-GN)上。相比单独的海胆状Ni纳米颗粒,P-GN/Ni纳米材料表现出优异的微波吸收能力。在厚度仅为1.5 mm时,复合材料在17.3 GHz下反射损耗值(RL)达到了-34.8 dB且有效吸收带宽(RL<-10 dB)为3.7 GHz。复合材料的厚度为1.5-5.0 mm时,其有效吸收带宽为14.9 GHz(3.1-18 GHz),覆盖S波段到X波段,在微波吸收领域具有潜在的应用价值。微波吸收机制研究表明P-GN的引入,一方面利用磁损材料与电损材料的协同效应优化了阻抗匹配,另一方面极大地增加了材料的电导率和界面极化能力,提高了复合材料对电磁波的衰减能力。     

波导带通滤波器与微带转换装置的设计

利用三维仿真软件HFSS首先设计了K波段7阶电感E面带通波导滤波器,以及波导-微带转换器.其中波导滤波器的中心频率为19 GHz,带宽为3 GHz,带内损耗小于0.1 dB,端口反射小于-20 dB;而波导-微带的转换器在16～20.8 GHz的带宽内端口反射小于-20 dB,带内损耗小于0.1 dB.然后将两者有效结合为一体,其工作带宽为17.5～20.5 GHz,带内损耗为0.3 dB,端口反射小于-15 dB,带外抑制小于-30 dB,可以满足实际系统应用的需求.     

一种新型圆极化高功率微波天线

介绍了一种新型圆极化高功率微波天线,可辐射高功率微波源所产生的 TEM 或 TM_(01)模。该天线由同轴插板式模式转换器和一种新型同轴插板式喇叭组成,模式转换器将输入的同轴 TEM 模转换为4个相位依次相差90°的扇形波导 TE_(11)模,并通过新型喇叭辐射,在轴向上获得了圆极化辐射场。优化设计了一个中心频率为4GHz 的天线,其总长度为385mm,喇叭口径320mm。在中心频率上天线增益为19.3dBi,轴比1.06,反射损耗-20dB。在 3.8～4.2GHz 的频率范围内增益大于18.9dBi,反射损耗小于-10dB。     

基于氮化铝技术的表贴型微波封装

采用氮化铝多层布线技术,运用垂直过渡方式实现微波信号从基板底部到表面的信号传输,完成表贴式微波封装设计。在DC-18GHz内,该表贴互连反射损耗小于-15dB,插入损耗小于1.0dB。采用该技术封装了6～18GHz宽带放大器,封装尺寸为5mm×5mm×1.2mm,频带内反射损耗小于-10dB,增益15dB,平坦度小于1dB;另外还封装C波段5W功率放大器,封装尺寸为8mm×8mm×1.2mm,带内增益大于25dB,反射损耗小于-10dB,饱和输出功率37dBm,效率35%。采用技术的表面贴装放大器性能上能够满足微波通信、雷达应用,可用回流焊安装,适合规模生产。     

新型高功率微波模式转换天线研究

给出了一种新型高功率微波模式转换天线,该天线将同轴插板式模式转换器和一种新型喇叭有机结合,可直接辐射高功率微波源输出的同轴TEM模或TM01模,具有结构尺寸小、口径效率高、轴向辐射、容易实现等优点.优化设计了一个中心频率为3.8GHz的天线,长度约300mm、口径为280mm,在中心频率上增益为19dBi、反射损耗为-20dB,在3.7～ 4.1GHz的频率范围内增益大于18.7dBi、反射损耗小于-15dB.     

一种用于WLAN/WiMAX的三频MIMO天线设计

介绍了一种用于WLAN(2.45 GHz,5.15~5.85 GHz)和WiMAX(3.50 GHz)3个频段的MIMO天线。该天线包含两个呈直角放置的E型单极子,使其产生3条耦合路径以获得3频特性。两个天线元间放置一个由接地面上凸起的T型隔离单元,降低了天线元间的耦合。仿真结果表明,该天线在其3个工作频段内的回波损耗＜-10 dB,且在工作频带内可获得15 dB的隔离度。     

基于悬置微带结构的无反射滤波器

通过悬置微带传输线结构进行了无反射滤波器的研究和设计。首先利用耦合线结构设计了中心频率为3.92 GHz,插入损耗为0.32 dB,在0.1～10 GHz内回波损耗超过11.6 dB,中心频率处超过38 dB的双端口无反射带通滤波器;又利用λ/4开路谐振器和λ/4短路谐振器作为滤波单元,设计了中心频率为4.25 GHz,回波损耗在1.5～6 GHz内超过11 dB,在中心频率处超过40 dB的双端口无反射带阻滤波器。所提出的这两款无反射滤波器具有无反射频带范围宽、工作频带内S₁₁衰减大、多层自封装等突出优点。     

一种新颖三元件补偿的微带线定向耦合器研究

提出了一种在传统的微带线定向耦合器两端和中间分别加入补偿电容(简称三元件补偿)的具有高定向性、低插入损耗、低反射损耗和较宽带宽的微带线定向耦合器结构,给出了物理模型,对该结构进行了理论分析,并设计制作和测量了该种耦合器。测量结果表明,该定向耦合器的耦合度为20dB,工作频带为2.5～3.5GHz,隔离度超过-40dB,反射损耗低于-24dB,插入损耗优于-0.25dB,性能指标明显优于传统结构的微带线定向耦合器。     

一种Ka波段径向波导功率合成器设计

分析了径向波导中电磁波的传播特性,设计了一种Ka波段六路波导功率合成器,并运用软件进行建模和仿真优化,制作实物并进行测试验证,结果表明该合成器在30~34GHz的插入损耗小于0.6dB,反射损耗小于-14dB,与仿真结果趋势相吻合,在毫米波功率合成与小型化领域具有应用价值。     

一种适用于S波段的多频微带天线的研究与设计

设计了一种工作于S波段的多频缝隙微带天线。以基本矩形双频微带天线为基础,采用同轴馈电,通过在矩形贴片上加载圆形和矩形缝隙改变表面电流分布,实现天线的多频段工作。采用基于有限元方法的电磁仿真软件HFSS 14.0对所设计的多频天线进行仿真与优化。仿真分析结果表明,该天线工作在2.04,2.50和2.97 GHz三个工作频段上,回波损耗值分别为-26,-22和-29 dB,-10 dB阻抗带宽分别为2.01～2.07 GHz,2.44～2.55 GHz和2.95～2.99 GHz,最大增益分别为1.79,3.28和3.9 dB。该多频段微带天线具有体积小、回波损耗低等优点,可用于无线通信系统。     

利用键合线提高ESD保护电路射频性能的研究

提出了一种利用键合线提高ESD保护电路射频性能的新型片外ESD保护电路结构。该新型结构在不降低ESD保护电路抗静电能力前提下,提高了ESD保护电路射频性能。针对一款达林顿结构ESD保护电路,制作了现有ESD保护电路结构和新型ESD保护电路结构的测试板级电路,测试结果表明:两种ESD保护电路结构的抗静电能力均达到20 kV,现有ESD保护电路结构在0～4.3 GHz频段内衰减系数均小于1 dB,反射损耗系数均小于-10 dB,最高工作频率为4.3 GHz;新型ESD保护电路结构在0～5.6 GHz频段内衰减系数均小于1 dB,反射损耗系数均小于-10 dB,最高工作频率为5.6 GHz。     

(Zn_(0.3)Co_(0.7))_2-W型钡铁氧体电磁特性及吸波性能

采用sol-gel法合成了Ba(Zn0.3Co0.7)2Fe16O27六方铁氧体样品。通过XRD、SEM和Agilent8722ET网络分析仪等表征手段,研究了样品的显微结构、电磁特性及吸波性能。结果表明:在1250℃下制得的样品基本为单一相的Ba(Zn0.3Co0.7)2Fe16O27铁氧体。样品在14GHz附近出现介电损耗峰,在8～12GHz和15～17GHz内出现很宽的磁损耗。当吸波涂层厚度为1.85mm时,在15.3GHz左右反射损耗峰值可达到–23dB,并且在9～18GHz内反射损耗RL小于–10dB,具有优异的微波吸收性能。     

新型四次谐波混频电路

本文介绍了一种适用于高次谐波混频的电路原理图,基于空闲频率相位抵消理论,该混频电路结构可以避免复杂的空闲频率回收电路设计,同时能获得很高的端口隔离度。基于该结构,设计了新型的Ka波段四次谐波混频器,该混频器在38.4 GHz测得最小变频损耗 8.3 dB,在34-39 GHz 变频损耗小于10.3dB, LO-IF、RF-LO、 RF-IF 端口隔离度分别优于30.7 dB、 22.9dB、46.5dB。