覆盖WLAN/WiMAX的多频微带天线设计

设计了一种新型的高带宽、多频段单极子微带天线。以单极子天线为基础,通过在主天线旁边增加寄生的短路共面贴片,改变各种自然模式的场分布而产生多频,同时增加带宽。利用电磁仿真软件HFSS建立天线模型并优化仿真,结果表明该天线实现了WLAN(Wireless Local Area Network)2.45、5.2、5.8 GHz以及WiMAX(World Interoperability for Microwave Access)2.59、3.55、5.5 GHz多频段同时工作,甚至覆盖X频段。     

小型化高增益微带差分天线设计

对微带偶极子天线加载引向器,使其定向辐射,实现了一款小型化高增益的差分端射天线。本文给出了该天线详细的设计思路和设计步骤,同时制作了实物并进行测试。结果表明：2～3 GHz频带内实测回波损耗（S11）与仿真数据吻合较,2.45 GHz主辐射方向最大增益达到8 dB。同时通过容差分析检验了天线的稳定性。以上结果证明该天线具有增益高、定向性强和尺寸小的优点,在4G移动通信和WLAN等领域有较好的应用前景。     

机载L波段电视发射天线

本文讨论了在满足空气动力特性和电性能条件下,L波段分流激励倒L型天线的分析计算和L波段天线尺寸对电性能的影响。给出了机载电视图象传输系统发射天线的设计结果、驻波比和天线方向性图测试曲线,以及在现役轰炸机上飞行试验的传播性能数据。结果表明,用这种型式的发射天线效果是好的。     

频率选择表面天线复用副面的研究

在毫米波和红外相结合的复合系统研究中,结合飞行器雷达天线系统的设计需要,在理论分析的基础上,采用频率选择表面（FSS）来设计天线复用副面。实验结果表明,该副面实现了透过毫米波和反射红外光的双工性能,并适于双色和多色红外复合系统。FSS天线复用副面的材料应尽量选用厚度适中、平整光洁的低耗衬底介质敷铜基板,以达到更为理想的设计效果。     

机载天线RCS减缩及其布局设计

机载天线系统是飞机的强散射源之一,对飞机隐身性能有着重要的影响。本文针对国外第四代战斗机机载天线系统的设计与布局,研究了具有低散射特性的机载天线系统设计技术措施,讨论了其机理和效能。对机载天线系统进行雷达散射截面积(Radar cross section,RCS)减缩设计与布局,在保证系统性能的同时,有效降低其RCS。     

大型天线装配测量与实时反馈调整技术

针对大型天线在装配过程中共轴铰链空间位置难以准确定位和测量、传统测量方法容易受到天线杆件的干涉影响测量精度等问题,通过搭建大型天线装配测量与实时反馈调整系统,采用数字摄影测量技术对天线的面板、铰链和杆件的装配精度进行了测量,并将测量结果实时反馈给六自由度自动执行机构调整共轴铰链的空间位置,实现大型天线的柔性化、自动化和精准化装配。试验结果表明数字摄影测量相机的精度与激光跟踪仪的精度偏差不大于0.01 mm;六自由度自动执行机构对共轴铰链的位姿调整位移精度优于0.02 mm,角度精度优于0.01°,能够满足大型天线的装配和测量要求,该方法可以提高大型天线装配效率和自动化技术水平,为尺寸更大和结构更复杂的天线集成装配奠定技术基础。     

一种带宽扩展的小型化微带天线

设计了一种中心频率位于S波段、结构简单的单层微带贴片天线。一方面,通过在贴片表面加载变形的Sierpinski分形槽,使天线的谐振频率降低了287 MHz,实现了贴片尺寸的缩减;另一方面,在天线接地面上加载地面缺损结构(DG S),通过优化DGS在接地面上的布局,当天线工作在2.4 GH z时,RVSW(电压驻波比)≤2.0的绝对带宽有219MHz,比不加DG S的同类天线提高了3倍多。综合应用上面两种技术后,加载DG S的小型化天线的绝对带宽也有174 MHz,达到了缩减天线尺寸和带宽扩展的双重效果。     

宽带改型B夹层移动通信天线罩的仿真设计

带宽是移动通信加罩天线的一项重要技术指标。利用A nsoft HFSS软件,以单极子柱状天线为研究对象,首先对单层罩结构进行仿真,其结果验证了方法的正确性;并在此基础上提出一种新型的B夹层罩壁结构,分析了天线谐振频率和带宽随罩壁厚度,材料的介电常数,天线罩内径以及夹芯层占罩壁总厚度比例等参数的变化趋势,找出了以上参数对带宽影响的最优化范围,设计的这种天线罩具有单层罩近2倍的带宽。     

基于电容加载的UHF-RFID近场长天线设计

针对近场长天线的电流相位分布空间跨度大这一难点,设计了一款基于多电容加载的超高频(Ultra-high frequency,UHF)频段近场长天线。通过对长度为250mm微带传输线在间隔48.8mm处分段加载1.6pF电容,利用电容对电流的相位补偿作用改善了天线近场均匀性。在端口增加金属匹配枝节及负载电阻进行阻抗匹配。仿真及实测表明,该长天线回波损耗在918~933 MHz频段内低于-10dB,长天线正上方300mm处近场场强差值最大仅为3.2dB,天线正上方不同位置处最大读取距离差值波动不超过95mm,验证了该天线良好的近场均匀性。搭建射频识别(Radio frequency identification,RFID)系统并进行测试,进一步验证该款长天线在近距离RFID系统中的实用性。     

智能抛物面天线分层序列最优控制

为了保证大型天线结构的精度,可采用智能结构控制天线形变规律。这样可以大大降低结构的重量并使结构具有更高的形状精度。为使智能天线结构处于最佳工作状态,针对智能抛物面天线结构,建立了以反射面的半光程差的平方和为首要目标,以作动器能耗最小为次要目标的分层优化模型,优化模型同时考虑结构强度约束和作动器性态约束。模型转化为两个序列二次规划问题进行求解,实现了对智能抛物面天线的准静态形状最优控制。对某6米天线结构进行了最优调控和讨论。按该模型进行调控,可以使天线在任意方向的任意载荷下实现保型调控,并使调控能耗最小。表明可以用较少的作动器实现大型天线结构的高精度控制。     

Wireless Strain Measurement Based on a Microstrip Patch Antenna

Wireless interrogation of a rectangular microstrip patch antenna for strain measurement is investigated by simulations.To analyze the antenna performance,a microstrip line-feeding patch antenna at 10 GHz is designed.A patch antenna wirelessly fed by a horn is proposed to measure the strain.The direction information of strain detected by the patch antenna is also considered.The strain can be detected both in the width and length directions.It is shown that the strain can be measured wirelessly using a standard horn antenna.This kind of wireless strain-sensing technique offers significant potential for wireless structural health monitoring(SHM),especially for high-end equipment.     

应用于微型飞行器阵列天线的自适应波束形成器

微型飞行器的天线采用灵巧的自适应阵列天线。由于自适应阵列天线的幅相误差会引起线性约束自适应波束形成器的期望信号相消,本文根据微型飞行器自适应天线系统的设计,基于广义旁瓣对消器(G SC)结构,在频域中将阻塞矩阵赋予自适应功能,进而得到了一种改进的,可行的,稳健的自适应波束形成器。仿真试验表明,此方法对天线阵列幅相误差具有稳健性,降低了运算量,可以应用于微型飞行器二维自适应阵列天线,实现实时的波束形成。     

连续小波变换应用于密集模态参数识别

用连续小波变换方法进行模态参数识别时,减小小波函数的带宽可以提高小波变换的频率分辨能力,但同时也会增大边沿效应,影响密集模态参数识别的精度。本文提出了极值位置方法,在模态耦合严重的小波脊附近,找到模态解耦最好的尺度,在此尺度上进行频率和阻尼的识别,可以获得较好的识别精度。使用Morlet小波函数,对GARTEUR飞机模型中的三阶密集模态进行识别,验证了该方法的有效性。     

双频和多频微带天线

本文就双频微带贴片天线和多频圆形微带贴片天线的研制及其频带的展宽进行了尝试,取得了较好的效果。     

GEO轨道兆瓦级空间太阳能电站接收整流技术研究

依据中国空间太阳能电站建设中远期规划和技术发展水平,预估兆瓦级电站发射天线口径为200 m左右,并根据收发天线口径尺寸的约束关系以与接收天线口径相关的波束收集效率和构建成本之间的矛盾为问题导向,通过研究不同口径的接收天线口面上功率密度分布,分析与之匹配的后端整流电路需求,给出了接收天线口径的优选过程。研究结果表明5 km为较合理的兆瓦级电站接收天线设计建设指标,且在整个接收整流阵列中仅需同一种整流器件,同样整流电路即可实现较高的整流效率,为实现兆瓦级空间太阳能电站（Space solar power satellite,SSPS）的演示验证系统论证提供了技术支撑。最后以此为基础研究了整流电路的设计实现,给出了适用于较低输入功率密度下提高整流效率的技术途径。     

数字存储示波器数据处理系统设计

基于传统单处理器系统有限的数据处理能力正逐渐成为示波器整机的瓶颈,作者设计了一种基于可编程系统芯片(System on programm ablech ip,SOPC)结构,用于1 GHz采样速率数字存储示波器(Digital storageos-cilloscope,DSO)的数据处理系统。系统中,根据模数转换器特征为其设计了具有数据缓存功能的接口单元;以A ltera Nios II/f软核为基础完成了专用微处理器的设计;针对DSO数据处理特征构建了4个并行处理电路;同时,系统还实现了液晶显示屏(LCD)的硬件驱动。SOPC结构的引入,使得该系统在具备强大数据处理能力的同时,具有低功耗和高集成度的特点。     

Hilbert缝隙天线的频率可重构设计

设计了一种在Hilbert缝隙上加载RF MEMS（Micro electrical mechanical systems）开关实现频率重构的微带天线。运用Ansoft HFSS软件，缩减了原来天线接地面的尺寸，利用RFMEMS开关控制天线上Hilbert缝隙长度来实现频率重构。设计的该天线工作在GPS／DCS／PCS／Blue Teeth以及IEEE802．11b＆g／IEEE802．11a等5个不同的频段。还讨论了用金属片和等效的电路参数分别表示理想和非理想RF MEMS开关所得的S11参数曲线，并进行比较。就方向图而言，由于GPS／DCS／PCS频段天线工作在同一模式下，所以方向图完全一致，而工作于高次模式的Blue Teeth以及IEEE802．1l＆g／IEEE802．11a频段，方向图明显不同。最终通过在Hilbert缝隙天线上加载RF MEMS开关后，实现了将一副天线应用到无线通信中5个频段的目的。     

拉压、扭转载荷下铸铝合金的亿周疲劳性能研究

应用超声疲劳试验机对铸铝合金2-AS5U3G-Y35在扭转和拉压循环载荷下进行了超高周疲劳性能测试.介绍了超声扭转疲劳试验装置的设计.应用35 Hz常规疲劳试验机和20 kHz的超声疲劳试验机完成应力比R=-1的拉压、扭转疲劳试验,进而研究不同载荷条件、加载频率对铸铝合金超高周疲劳性能的影响.S-N曲线显示,铝合金在105～1010疲劳周次间仍发生疲劳断裂,不存在疲劳极限.断口分析表明,在超高周循环拉压载荷下,疲劳裂纹常萌生于试样次表面材料内部缩孔.与循环拉压载荷下的疲劳断裂机理不同,在循环扭转载荷下疲劳裂纹主要萌生于试样表面,疲劳断裂面为一种典型的沿试样轴向45°的螺旋面,即沿最大主应力平面断裂.扭转疲劳断面清晰的剪切条带表明扭转疲劳断裂实质上是剪切断裂.     

涡轮基组合循环发动机分布式控制系统通信网络混合拓扑结构优化方法

涡轮机组合循环(Turbine based combined cycle,TBCC)发动机控制系统通信网络拓扑结构是其分布式控制系统方案设计的重要部分,优化网络拓扑结构可提高发动机推重比和控制系统可靠性。本文基于智能优化算法提出TBCC分布式控制系统网络拓扑结构优化方法。基于图论建立TBCC几何模型和网格模型,以重量和可靠性为优化性能指标,同时考虑发动机表面高温区域以及控制节点的工作可靠性,分别采用粒子群算法和遗传算法优化星形结构中智能中央节点位置、中央节点的环形拓扑结构,获得星形-环形混合拓扑结构。仿真实例表明,基于本文方法优化所得的混合拓扑结构相较于星形集中式控制结构,系统重量降低了51.9%。