天线罩对抛物面单脉冲天线极化特性的影响机理和仿真分析

单脉冲定向技术是目前最准确的电子定向技术之一, 被广泛应用于微波毫米波跟踪、监视、通信、测量、天文观测等系统.为了保护雷达天线免受环境的影响, 许多单脉冲天线都采用天线罩, 这会对单脉冲天线方向图的极化结构产生影响, 另外, 有意的电子欺骗干扰如交叉极化干扰会对定向性能产生较大影响.文章以雷达导引头普遍采用的X波段抛物反射面幅度比较单脉冲天线为对象, 分析了抛物面结构、初级馈源特性、天线罩引起交叉极化分量的机理, 建立了典型物理参数下的计算模型, 在Ludwig第三定义下对加入天线罩前后单脉冲天线交叉极化特性进行仿真, 综合考虑了天线几何形状、偏置结构、天线扫描等因素对极化特性的影响.结果表明:多种因素会引起单脉冲天线显著的去极化效应, 复杂的方向图极化结构使得单脉冲雷达导引头的定向精度敏感于电波极化方式, 这为进一步开展交叉极化对抗单脉冲跟踪技术研究提供了重要理论基础.     

双极化频率复用通信系统的去极化及自适应补偿

本文首先讨论了对双极化频率复用通信系统性能有重要影响的由降雨引起的去极化效应。计算了不同工作频率、不同降雨率、不同传播距离等情况下的去极化分辨率。在此基础上介绍了几种去极化效应自适应补偿方法     

全极化雷达极化标校技术研究

受各种非理想因素的影响,极化测量雷达难以直接测得目标准确的极化散射矩阵（polarization scattering matrix,PSM）,因此,高精度极化标定是准确获取和利用目标极化信息的基础.本文从极化标校的基本原理出发,建立了PSM测量的误差模型,分析了主要误差因素对PSM测量结果的影响,阐述了无源和有源极化标定方法并对其性能和适用场景进行比较,分析了极化标校器的参数对极化标校精度的影响.分析结果表明,目标的交叉极化分量与极化测量雷达系统的极化隔离度处在相同水平时,目标的交叉极化分量测量结果会明显偏离其真值,通过极化隔离度优于测量系统隔离度无源或有源极化定标体对系统进行标校可以减小系统极化隔离度带来的测量误差.本文工作为极化定标体的研制和全极化测量雷达的系统标校奠定了基础.     

一种提高交叉极化隔离度的16元微带阵列天线

在现代通信中,特别是卫星通信,有时需要比较高的交叉极化隔离度。对于传统的微带阵列天线来说,由于其馈电网络与阵元均处于同一侧,不仅会产生互耦,影响增益,并且交叉极化隔离度也不能满足广大用户的要求。在此提出一种新型的馈电结构,旨在提高其交叉极化隔离度。从仿真中可以看出,交叉极化隔离度能达到40 dB以上,为实现更大型微带阵列天线网络做出一定的理论实践和工程指导。     

一种高隔离低交叉极化等相位中心双极化开槽天线设计

设计了一种高隔离度低交叉极化等相位中心双极化开槽天线,通过对馈电巴伦进行改进设计,解决了两个正交极化开槽天线交叉排布时相位中心不一致难题。由于双极化天线的辐射和馈电部分完全对称,该天线可获得良好的端口隔离度和低交叉极化特性。仿真结果表明,与常规双极化开槽天线相比,该双极化天线的交叉极化可改善20 dB,90%频带内的隔离度提高15 dB 以上,并且该双极化开槽天线在数倍频程带宽内具有良好的匹配和辐射特性,能实现大角度二维扫描,适用于未来宽带多极化相控阵天线系统。     

大气传播特性对量子密钥分发性能的影响研究

根据电磁波传播与散射理论,考虑衰减和去极化效应等因素,建立了地空极化编码单光子源的传播模型,研究了空气衰减和天顶角与密钥生成速率间的关系,并建立了交叉极化分辨率和系统误码间的关系式;分析并仿真了大气环境对量子密钥分发的影响;结果表明:大气衰减对量子密钥分发系统每秒密钥生成数的影响较大;降雨条件下引起的去极化效应则会造成量子误码率增加.     

多径传播去极化现象的实验研究

在7.6GHz的频率上进行了近二个月的交叉极化、衰落和空间分集的联合外场传播实验,并同时进行了低空气象探测。实验结果表明,在我国中原地区,多径衰落和去极化现象是严重的,对于双极化频率复用系统,去极化对系统性能的影响远比信号幅度衰落本身重要;晴空大气产生衰落和去极化的机理是大气层结引起的多径传播;交叉极化分辨率XPD和同极化衰减CPA之间有较好的相关性,且它们之间存在着线性关系,但斜率不一定为-1;空间分集对XPD和CPA有很好的改善效果。实验结果与理论计算结果进行了比较。     

导引头稳定系统隔离度研究

针对导引头稳定系统的扰动隔离度问题进行了深入研究,介绍了扰动隔离度的概念及相关数学模型,讨论了影响隔离度的各种因素,分析了弹体扰动作用的本质和摩擦力矩的关系,最后就探测器处理延迟对扰动隔离度的影响进行了全面的分析研究,并提出了一种基于Smith预估器的延迟影响补偿控制方案,通过仿真说明了该方法的有效性。     

Ku波段卫星通信降雨的交叉极化研究

研究了Ku波段降雨引起的交叉极化产生机理与影响。根据ITU-R交叉极化衰减预报预报模式,利用134°E亚太6号Ku波段卫星参数,结合广州、南京、长春、西安等城市的降雨数据对12 GHz频率上进行极化衰减量的分析计算。同时为补偿交叉极化引起的衰减,提出了两种极化补偿网络,效果明显。     

高功率光隔离器的热效应分析与优化

为提高光隔离器在高功率激光条件下的工作性能,基于琼斯理论研究了隔离器的热致退偏效应,设计了一种外置补偿晶体的隔离器,着重分析了隔离器隔离度及热透镜效应随入射光功率的变化规律。结果表明:通过调整氟化钙晶体的晶轴方向和长度,隔离器的热致退偏和热透镜效应可以得到有效抑制。在100 W激光条件下,外置补偿晶体后隔离度提高了16.3 dB,功率损耗降低8%。研究结果可优化设计隔离器结构,有效提升高功率隔离器的隔离度并减小功率损耗。     

光通信系统中圆偏振光的应用研究

通过对水下光通信系统中影响通信质量的各个因素的分析,找到提高通信质量的方法.利用圆偏振光的特性,从理论上分析如何使水下数字光通信系统的误码率得到降低,并且在试验中验证了利用圆偏振光的特性提高通信质量的结果.     

自由光通信中PIN探测器光阈值特性研究

研究自由光通信中PIN探测器在1 064 nm波长下的阈值特性。为了观察PIN光电探测器的激光损伤阈值对光通信的影响,利用Nd:YAG激光器、衰减器、示波器和PIN探测器等仪器模拟无线空间光通信系统。实验以PIN探测器在1 064 nm波段为样本。通过调整衰减器的衰减系数,从而观察探测器达到强光饱和时通信波形的眼图变化,判断探测器是否能够继续通信。通过实验发现:探测器达到深度饱和时,系统通信出现脉宽展宽现象,并出现严重的码间串扰无法满足通信指标。通过实验阈值,建立空间数学模型。观察距离、束散角和辐照夹角对致盲激光器功率的影响。     

"动中通"变极化系统研究

根据任意极化波可由空间两个正交的线极化波合成的理论,提出了一种终端电控变极化的方案,通过控制两个正交线极化波的幅度和相位,可以获得任意取向线极化波,可实时对极化角进行稳定性处理,有效解决移动通信中的极化失配现象,改善通信质量。     

8A2--The self-focusing of light of different polarizations

In an effort to verify the hypothesis that molecular reorientation (ac Kerr effect) is responsible for the self-focusing of light beams in certain liquids, we have measured and compared the thresholds and other characteristics of self-focusing for circularly and linearly polarized beams incident on these liquids. We show that for plane waves propagating in a homogeneous, isotropic, ensemble of molecules having anisotropic polarizability tensors, the nonlinear index should be four times as great for linearly as for circularly polarized waves. The hope that this difference in indexes would be reflected in a four-fold increase in the threshold power for self-trapping when circularly instead of linearly polarized light is incident was not realized. In practice, the increase was always found to be much less. However, in every case studied, the trapped light from a beam, circularly polarized to better than 1 part in 200, was markedly, if not completely, depolarized as soon as self-trapping could be detected. We show qualitatively that this polarization instability should exist for all but linearly polarized light and for a variety of nonlinear mechanisms. However, in the absence of even an approximate quantitative theory of the self-trapping of light that is not linearly polarized, the comparative measurements of thresholds cannot be said either to verify or disprove the hypothesis of molecular reorientation.     

线极化卫星异地校相方法研究

船载卫通站使用线极化卫星转发器进行通信时,通过极化面调整来适应地理位置改变而引起的极化角变化,以确保极化隔离度满足指标要求,而极化面调整将引起跟踪接收机相位发生变化,使天线跟踪性能下降。为克服海上动态条件下无法对跟踪接收机校相带来的困难,提出了一种静态条件下对接收机进行异地校相的方法,并将试验结果应用于海上实际跟踪,初步验证了该方法的可行性,可为后续线极化卫星在船载卫通站的应用提供参考。     

EM fields of a phased line current over a conducting half-space

The need often arises to predict the electromagnetic field of power and communication lines over the earth. A simple and explicit derivation is given for the electromagnetic fields of a travelling current line source located over a layered conducting half-space. Special attention is paid to the case of a homogeneous half-space where analytical closed-form expressions can be obtained. Of some interest is the radiation of a vertically polarized radio ground wave which would not be present if the line source was uniform     

一种金填充高双折射光子晶体光纤偏振滤波器

为了获得具有对称性结构的金填充高双折射光子晶体光纤,采用有限元方法对光纤的纤芯基模、金属表面等离子体激元的色散和损耗特性进行了分析。改变包层晶格节距、纤芯周围气孔直径以及填充金丝直径能够灵活地调节纤芯基模与等离子体激元之间共振响应波长点的位置和耦合强度。通过对光纤结构参量的优化,获得了一种基于通信波段的偏振滤波器。当特定空气孔数值孔径确定后,在1.55m处, x方向基模损耗可以达到473dB/cm,而y方向基模几乎不会受到等离子体激元的干扰。结果表明,与单偏振单模光子晶体光纤相比,新设计的光纤结构可以通过调节金丝直径大小,选择性地滤掉某一偏振方向的光,从而达到在通信波段滤波的效果。该研究对研制基于通信波段的偏振滤波器具有一定的参考意义。     

大气激光通信中光PPM偏振调制方案及其关键技术

大气中的雨、雪、雾等对大气激光通信的质量和可靠性影响很大.提出了一种光PPM偏振调制方式,采用改变水平和垂直偏振光束的强度,检测接收到的激光的偏振角进行编码.由于水平偏振和垂直偏振光通过的是同一条光路,在求解光偏振角时大气中的衰减可以相互抵消,因此光PPM偏振调制可以减少甚至消除大气信道对大气激光通信的影响.仿真结果表明:这种方法不但可以消除大气信道对激光通信质量的影响,而且可以成倍提高大气激光通信的码速率.     

基于环形极子的太赫兹超宽带圆极化阵列天线

以方环单极子天线为基础,设计了一种太赫兹频段超宽带圆极化微带阵列天线。提出的新型低剖面环形天线单元由C型结构和改进后的接地结构组成,实现了天线表面电流不对称流动以及电流的最优纵横比,辐射圆极化波;采用2×4天线阵列不仅提高了天线增益,而且增强了其方向特性。仿真结果表明,该阵列天线的阻抗带宽为67.42%(193.86～391.02 GHz),圆极化轴比带宽可完全包含该频段,且在该频段内峰值增益为15 dBi,在太赫兹通信设备中具有广阔的应用前景。     

圆极化波室内传播特性研究

室内电波传播特性的研究对于室内无线通信以及计算机无线局域网的应用有重要的意义。作为内电波传播特性研究的一部分,研制了一种９００ＭＨｚ圆极化天线,并对圆极化波在典型室内环境中传播的功率时延谱进行了测试,得到了在不同传播环境圆极化波拉收效果不同的结论。