左手材料在微波电路中的应用

左手材料是一种人工合成材料,由于自然界中材料不可避免的寄生右手的特性,所以,在微波电路中,左手材料可演变成复合型左右手材料（composite right／left hand transmission line,CRLHTL）。左手材料由于可以实现负的介电常数占和磁导率肛,因此,电磁波在传输中群速和相速是反向的,左手材料已经得到物理界和工程界的巨大关注。目前,微波电路中的左手材料在理论、数值计算和实验方面得到了清晰的证实,而且得到了广泛的应用。     

微波左手传输线

微波左手传输线是指当电磁波在这种传输线中传播时,其传播特性表现为左手特性——电场、磁场和波矢量遵从左手定则,其等效介电常数和等效磁导率同时为负值。文章根据传输线的基本理论,获得了微波左手传输线无耗情况下的传输线方程,系统地总结了微波左手传输线的传播特性,对分析和设计微波左手传输线高频电路提供了重要的理论依据。     

同轴探针对称激励矩形波导模式谱图研究

通过理论分析证明，同轴探针对称激励矩形波导时，其模式谱图中不存在引起合成场结构不对称的高次模TE20及TE01模。应用分式线性变换检测法进行了对比测试，验证了理论分析结果的正确性。对聚四氟乙烯样品，在7—16GHz频带内测量其复介电常数均有较高的测量精度。实验表明，在一定条件下，标准三公分波导工作频率可高达16GHz，如果取波导宽窄边比r=3，工作频率可达19GHz。所得结果对于微波材料宽带测量具有实用价值。     

改进型负输入成形主动振动控制

针对柔性结构的主动振动控制问题,提出了一种改进型负输入成形方法。该方法设计成形器的脉冲序列包含多个正负依次交替的脉冲,通过所选择的脉冲数目和系统振动频率与阻尼比构成封闭形式解来直接确定成形器。与正输入成形方法相比可以改善系统的上升时间,而与传统的负输入成形方法相比不需要对时间约束条件进行优化。改进型负输入成形器所包含的脉冲个数可以自由选择,具有设计简单、灵活的优点。将其通过柔性机械臂进行仿真验证,结果表明：所提出的方法有效且可以快速实现振动抑制。     

航天器表面电荷激发空间静电场规律研究

从带电表面微元出发，通过求解泊松方程，得到带电介质平板表面邻近空间静电势的解析表达式，建立介质表面电位-介电常数模型，求得了带电介质平板表面电位、表面带电量和介质介电常数三者之间的关系式。结合典型的航天器表面介质材料带电案例，对此类圆盘结构介质平板带电问题进行了仿真分析，结果表明，在介质材料表面电位一定的情况下，表面电荷激发的空间静电势值随距离的增大而减小，并且距离介质表面越近，电势的空间变化率越大；在介质材料带电量相等的情况下，介质表面电位随着介质介电常数的增大而减小，并逐渐趋于一个稳定值，所以在一定范围内选择介电常数较大的介质材料可以降低介质的表面电位，减小介质间发生静电放电的几率。     

高硅氧/有机硅透波材料介电性能实验分析

对所研制的低残炭率甲基硅树脂基透波复合材料的介电性能进行了实验分析。结果表明,用甲基硅树脂作为基体的透波复合材料介电性能优良,在800℃和1 200℃高温处理后,采用电磁波频率9.30 GHz测试介电常数小于3.5,材料透波率高达90%以上;在700~1 200℃范围内介电常数随温度的升高变化不明显,温度每升高100℃,介电常数变化小于1%;在一定范围内,增加添加剂含量对透波材料的介电性能影响不大;采用浸渍有机硅树脂和表面涂覆有机涂层的防潮处理方法,可有效抑制材料介电性能的变化。     

小型化超宽带H面脊喇叭端射天线

超宽带天线技术是实现射频孔径综合的关键技术之一,适用于解决大型电子信息系统中采用多个天线带来的布局困难、互相干扰等问题。本文设计了一款具有端射特性的小型化超宽带H面脊喇叭天线。天线通过加载指数型脊结构,降低了矩形波导的截止频率,从而大幅展宽了天线工作带宽。同时,通过在喇叭口加载单曲面形介质透镜,改善了辐射口面上相位不均匀的问题,进而显著提高了天线的端射增益。该天线结构紧凑,其尺寸仅为0.57λ_L×0.45λ_L×0.11λ_L,可覆盖0.8 GHz～18 GHz的超宽频带,且交叉极化优于30 dB。该天线剖面低、结构稳定、易于加工,可直接安装于金属结构上,易于与载体集成。通过与同类型端射天线相比可知,该天线在小型化和电性能两方面都具有优越性。     

左、右手媒质间电磁传输特性的对比分析

文章通过重新表述折射率，对比分析了左、右手媒质不同组合情况下，电磁波在媒质界面上的折射特性。通过引入色散关系的时域有限差分法对无限大左手介质板以及线源置于左手媒质覆层内两种模型进行了模拟，模拟结果与分析相符合。分析表明，负折射现象出现在界面两侧媒质类型（LHM／RHM或RHM／LHM）不同的情况下。对于同种类型媒质的情况，左手媒质并不能引起反常的折射现象。LHM引起的反常现象通过与RHM的对比才能得以有效考察。     

激励频段对航天器随机振动载荷的影响

在航天器随机振动等效准静态载荷计算中,高频因对随机振动载荷的贡献较小而可以被截去,但目前截止频率的选择还未有完全确定。为确定随机振动环境下的计算频段,文章设计了不同动态特性的组件进行不同截止频率的随机振动试验,并根据试验数据分析研究了不同特性组件在不同振动频段下应变的变化规律。研究结果认为,对于一般组件,随机振动的计算截止频率可取为组件主频率的1.5倍。针对非均匀输入加速度谱的随机振动载荷计算问题,文章提出分频段的分析方法。按3个基本频段计算随机振动载荷,分析得到了不同频段对总随机振动载荷贡献大小和规律,以及截止频率误差的影响因素和影响大小。算例表明,分频段法可以用于不同状态输入加速度谱的随机振动载荷计算。     

Ku波段新型左手材料平面天线罩

利用新型的平面左手材料做天线罩,获得窄的天线波束。首先对所需频段内的左手材料的性能进行研究。并制作出几块左手材料平面天线罩。将左手材料平面天线罩和阿基米德螺旋天线结合起来进行研究测试,探讨加入天线罩后天线方向图的变化。实验证明加入左手材料平面天线罩后,天线的波束得到汇聚,同时增益提高了5dB左右。