宽带低RCS超表面天线阵设计

该文利用电磁超表面与微带天线的结构高度相似性,设计了2种辐射特性几乎一致且具有反射相位差异的超表面天线,通过将2种天线单元进行棋盘布阵,在x极化波和y极化波照射下分别利用相位相消及匹配负载吸收实现了天线阵带内散射能量的抑制。实测与仿真结果表明:该超表面天线工作于6.0～8.5 GHz。x极化波垂直入射时天线单站RCS减缩6 dB带宽为6.2～10.5 GHz,最大减缩量达21.07 dB。y极化波垂直入射时天线的带内RCS减缩依然能达到3 dB以上。且实测与仿真结果吻合良好。该设计方法为实现天线阵带内RCS减缩提供了新的设计思路。     

一种基于Doolittle LU分解的线性方程组并行求解方法

矩阵方程的快速求解是矩量法计算电大问题的关键,LU分解是求解线性方程组的有效方法。该文详细地分析了Doolittle LU分解过程,基于分解过程的特点,在MPI(Message-Passing interface) 并行环境下,提出了按直角式循环对进程进行任务分配的并行求解方法。实验证明该方法可以有效地减少进程间数据通信量,从而加快计算速度。     

基于矩量法的电大目标RCS核外并行计算

核外求解计算可以解决计算机内存不足的问题,但由于硬盘读写速度的限制,使得问题的求解速度过慢。针对上述问题,该文采用了核外并行求解方法;为充分利用各计算节点的内存和减少读写数据的时间,将矩阵按分块依次并行消元,加快了问题求解速度。计算了金属立方体、金属组合体和飞机模型的双站雷达散射截面,并与常规核外并行方法、核内并行方法进行了比较。结果表明,该文方法可快速、有效地求解电大目标的电磁散射问题,而且不损失计算精度。     

低有效介电常数复合材料的聚波特性研究

该文通过建立结构模型,分析了辐射源辐射功率密度与有效介电常数和有效磁导率的关系,然后分析了辐射功率密度与此种属性材料介电常数、厚度、辐射源位置及工作频率的关系。结果表明,辐射源辐射功率密度与有效介电常数和有效磁导率的比值成正比关系,相对低的介电常数可以显著改善辐射源前向辐射功率密度,最大辐射功率密度是厚度的周期函数,而与辐射源位置关系不大;获得较大辐射功率密度的工作频带是非常窄的。理论上解释了人工构造的低介电常数材料作为天线覆层提高增益的原因。     

基于UC-EBG的紧凑微波光子晶体研究

为了提高微波光子晶体结构尺寸的紧凑性,根据其局域谐振原理和等效电路分析模型,对已有的电磁带隙(EBG)结构进行了改进,得到了一种新型EBG结构.该结构通过引入弯曲折线延长了电流长度,增大了等效电感效应,同时采用了螺旋结构,延长了等效磁流,增强了等效电容效应.实验结果表明,新结构能够产生频率带隙,其带隙中心频率比已有的EBG结构低48.1%,且相对带宽也有24.3%的改善,达到了实现紧凑宽带EBG结构的目的.     

曲面EBG结构带隙特性的研究

利用光学B ragg反射条件,设计了一种曲面电磁带隙结构。采用悬置微带线法,分析了其结构参数以及圆柱结构参数对带隙特性的影响。结果表明,结构参数对表面波带隙影响的规律与平面上一致,圆柱曲率对表面波带隙的影响不是太大,只是带隙中心频率略有下降。这一结论对在曲面共形天线上应用电磁带隙结构提高天线性能有重要的指导意义。     

基于超表面的宽带低剖面圆极化天线设计

设计并制备了一种基于超表面的宽带低剖面圆极化天线。该天线由上下两层构成,下层是传统的线极化缝隙微带天线,上层是由方形切角单元构成的超表面。分析了超表面将线极化波转换成圆极化波的工作原理,并对影响天线圆极化带宽的参数进行了优化。仿真结果表明:加载超表面后,不仅使天线辐射圆极化波,还扩展了天线的阻抗带宽,天线相对阻抗带宽达到17%,3 dB轴比带宽达到7.2%。为了验证设计的有效性,加工、测试了天线实物样品,并与仿真结果进行了对比。实测结果与仿真结果吻合较好,说明该天线具备宽带圆极化特性。最终天线整体尺寸仅为0.4λ×0.4λ×0.03λ,天线的剖面较低,非常有利于与载体共形的应用。     

圆波导壁上小孔耦合电磁能量分析

本文借助圆波导并矢格林函数 ,采用矩量法分析了任意平面波通过圆波导壁上小孔耦合到波导中的能量 ,计算了通过小孔的能量传输系数 ,该结果可用于复杂系统EMC预测。     

圆极化倾斜波束介质谐振天线设计

基于非对称结构设计思想,以表面倾斜的高介电常数介质谐振器为辐射单元,采用改进的正交不等长缝隙结构耦合馈电,设计制作了一种圆极化倾斜波束介质谐振天线。通过对介质谐振器表面倾斜角度和馈电缝隙的参数优化,扩展了天线的频带宽度,实现了宽频带圆极化倾斜波束辐射。仿真结果表明:天线在同时满足S11<-10 d B、3 d B轴比和30°波束倾斜条件下的带宽为18.2%。同时,由于采用高介电常数介质谐振器,天线剖面高度降低到0.165λ。实测结果和仿真结果吻合较好,验证了该设计的有效性。     

可重构电磁超表面及其应用研究进展

可重构电磁超表面是电磁超表面领域广受关注的热点方向。将可控器件/材料引入超表面设计,可重构超表面的电磁调控性能可以实时灵活动态控制。这极大丰富了超表面的功能,有力推动了超表面由理论设计向工程应用突破。近年来该团队持续关注电磁超表面的最新发展,围绕微波频段的可重构超表面,从理论、技术与应用3个层面开展探索研究。该文首先梳...