一种新型超宽带紧耦合天线阵列设计

针对紧耦合天线阵列（Tightly Coupled Array,TCA）安装于飞机、导弹、舰船等平台时接地板严重影响其阻抗带宽的问题,将栅格形阻性频率选择表面与交指型偶极子天线单元相结合,设计了一种新型多层结构的超宽带TCA。采用CST对加载与未加载栅格形阻性频率选择表面时TCA的性能进行了比较分析。结果表明：未加载时,受接地板影响其最佳阻抗带宽（VSWR〈2）为4．5：1（2．1～9．5GHz）;加载后,TCA可克服接地板的影响,其阻抗带宽可达10．4：1（1．8～18．8GHz）。     

FSS基本缝隙单元频率特性的实验研究

频率选择表面 (FSS )受到众多的设计参数的影响 ,十分复杂 ,通过实验手段研究FSS结构的基本振子的谐振特性是十分重要的。本文针对矩形缝隙这种基本FSS缝隙单元 ,在 8～ 1 7GHz频段上进行了扫频实验 ,由此分析和总结了几何参数和物理参数对其频率特性的影响 ,最后给出了频率特性随几何参数和物理参数变化而变化的趋势     

机载雷达罩的壁结构及其新发展

在介绍机载雷达罩常规壁结构的基础上,概括介绍准半波壁、电抗加载和频率选择表面等新型雷达罩壁结构以及它们在减轻罩体重量、增加频带宽度和实现雷达天线隐身方面的特性和作用。     

高温高Q腔法介电性能测试系统稳定性研究

经测试原理分析,证明了高温空腔(测试腔体内无样品)特性(主要指谐振频率和品质因数)的准确性和稳定性是保证样品高温介电性能测试结果准确性和稳定性的必要条件.进行了室温～1 600℃定点温度下恒温时间为3、5和8 min、7～18 GHz的空腔特性测试,结果表明谐振频率相互之间相对偏差±0.05%,品质因数相互之间相对偏差<±5%,验证了恒温时间为3 min时可获得准确的高温空腔特性数据.还在不同时间不同季节多次对空腔进行了室温～1 600℃、7～18 GHz空腔特性测试,结果表明谐振频率之间相对误差<±0.04%,品质因数之间的相对误差<±5%,进一步验证了该测试系统可获得准确稳定的测试结果.     

格栅结构吸波性能探索研究

探索研究了格栅结构作为吸波结构的可能性,利用Floquet定理分析格栅结构传播电磁波的特性,通过传输线和等效电路法设计格栅结构,为展宽吸波频带和提高吸波性能,将电路屏引入格栅结构,结果表明当电路屏与格栅结构匹配时,含有电路屏的格栅结构在8～18GHz内反射率≤-5dB,在频率点为16.4GHz时最大峰值为-24.4dB.     

基于反射型超表面的超宽带涡旋波生成

由于轨道角动量的模态正交性,涡旋波的应用已成为提升信道容量的关键。然而,现有的涡旋波产生装置存在带宽窄、效率低、结构复杂等缺点,不利于无线通信系统信号的高效传输。文章利用 Pancharatnam-Berry相位原理,提出了 1种用于产生涡旋波的反射型超表面,能覆盖 8.6~19.3 GHz(相对带宽 76.7%)的频率范围,且在整个工作频带内入射平面波转换为反射涡旋波的效率达 80%以上。为验证所提超表面结构的性能,模拟了由不同旋转角的单元结构组成的超表面反射阵列,在右旋圆极化波的激励下,产生了期望模式数 l= 2的轨道角动量涡旋波,其数值模拟结果与理论相符。提出的超表面具有工作频带宽、模式纯度较高、低剖面、易于制作等优点,为超宽带涡旋波的产生提供了新的参考。     

介质层中频率选择表面散射特性分析

利用等效电路法分析了一种夹于介质层中的频率选择表面的散射特性。这种频率选择表面是由具有低通高阻选频特性的栅格方回路振子阵列构成。数值计算结果表明,介质夹层频率选择表面结构具有较好的反射和透射谐振频率可调性,并且其频率响应特性随入射波入射角的变化较缓慢。利用这种结构,可以制作低雷达散射截面天线的滤波反射面。     

镀钴碳纳米管/环氧树脂基复合材料的制备及其微波吸收特性研究

采用化学镀法制备了表面镀钴的多壁碳纳米管，并将其均匀分散在环氧树脂基体中固化成膜，形成镀钴碳纳米管／环氧树脂基复合材料。采用透射电镜、X射线衍射及振动样品磁强计等对镀钴碳纳米管的形貌、微结构与磁性能进行了表征，还采用数字化网络分析仪对该复合材料在0．5～40GHz频段内的微波吸收特性进行了研究。结果表明：在相同的碳管质量分数(1％)和吸波介质层厚度(2．0mm)等条件下，与纯碳纳米管相比，表面镀钴碳纳米管的吸收峰往高频方向移动，吸收强度略有增加，但吸收频带并没有宽化趋势。     

MNZ材料在蜂窝吸波结构中的应用

针对传统蜂窝吸波材料在低频段吸波效果差的特点,设计了一种蜂窝内壁加载回字形导线的复合吸波结构。这种回形线组合成的二维阵列本身是一种磁导率近零的频率选择表面。采用的蜂窝吸波结构高度为30 mm,吸波涂层厚度0.024 2 mm。仿真结果表明,加载回形线的复合吸波结构相较原蜂窝,在0.4~2 GHz内出现吸收峰,<-10 dB带宽增加10%~50%,并且在入射角0°~60°内具有良好的吸波稳定性。可通过调节回形线的几何参数与材料方阻,实现吸低频收峰位置与带宽的调控。     

石墨烯超材料吸波结构3D打印

石墨烯增强树脂基复合材料密度低,具有优良的电磁波吸收性能,是极具应用前景的雷达隐身吸波材料,传统的石墨烯吸波复合材料制备工艺复杂,难以灵活制备复杂结构。超材料作为一种人工电磁介质,以材料自身电磁特性为基础,通过单胞结构设计,可实现高性能超材料微波吸收结构(MetaMaterial Absorber,MMA)的设计,利用3D打印技术复杂结构零件快速成型的优势,可实现树脂基MMA功能结构一体化制造。综述了石墨烯增强树脂基复合材料、3D打印超材料吸波性能的研究进展,提出一种基于木堆结构的3D打印石墨烯增强聚乳酸复合材料梯度超材料吸波结构,该结构在4.5～40GHz频段内,具有35.5GHz的超宽频带微波吸收性能(反射损耗低于–10dB)。     

多壁碳纳米管表面化学镀钴铁合金电磁性能研究(英文)

讨论了采用化学镀的方法将钴铁合金沉积在多壁碳纳米管表面和多壁碳纳米管化学镀前和化学镀后的电磁性能参数,以获得一种轻质、宽频的新型吸波材料。文中列出了场发射扫描电子显微镜,能谱分析和网络矢量分析仪(8722ES)的数据和图标结果。结果发现,铁和钴包覆的MWCNTs在2～18GHz频率范围内具有较好电磁性能。这种材料在6.5GHz电磁波处,其反射率可达-10dB,并且大于-4dB的频宽有5GHz。这种具有优良电磁性能的MWCNTs可以作为吸收剂使用。化学镀后多壁碳纳米管的电磁性能和化学镀前相比有了明显的提高。     

GHz铁氧体电磁波吸收材料的研究

鉴于民用吸波材料市场的日益增加，用传统粉末冶金的方法制备了铁氧体吸收剂粉体，并测定了其内禀磁性能和电磁参数。采用吸收剂粉体与氯化聚乙烯复合的方法轧制出不同厚度的胶板，测定了10MHz～1．8GHz电磁波吸收性能及厚度的影响，复合胶板在400MHz～1．8GHz频段显示良好的吸收性能。降低吸收剂粉体的填充率有利于展宽频带，复合胶板在2GHz～10GHz频带的测试结果表明，反射系数小于-5dB的带宽达到3．6GHz，对应吸收率大于70％。样品的吸波性能已经具有一定的实用性。     

应用于航空变频电源系统的新型串沥混合有源滤波器

 目前变频交流(AC)电源系统开始逐渐应用到新型多电飞机(MEA)中,传统有源滤波器无法满足宽输入频率变化要求,为此需要设计一种适合于宽变频航空电源系统的有源滤波器。本文研究了一种应用于航空变频电源系统的新型串联混合有源滤波器(SHAPF),该有源滤波器直接根据基波电流进行补偿,针对各种频率输入均能起到较好的抑制谐波作用。讨论了这种新型SHAPF的变频谐波抑制原理,给出了该滤波器的控制系统详细设计过程,包括基于双数字信号处理器（DSP）的控制平台设计和逐点动态检测基波电流的算法设计,最后进行了样机实验,对比了加入滤波器前后系统输入电流实验波形和谐波分析,加入滤波器后系统输入电流总谐波失真度（THD）由174.00%变化至4.80%,滤波效果良好;在360 Hz,400 Hz和720 Hz不同输入频率进行了滤波实验,验证系统在宽变频输入条件下均具有良好控制性能,满足航空变频输入时输入功率因数校正要求。     

基于电磁干风洞的大柔性结构准模态试验研究

结构的频率是结构的重要动力学特性,对于飞行器来说,当机翼等大型结构在非定常气动力作用下发生变形时,其频率也会发生变化。本文介绍了一种地面电磁干风洞试验方法,利用电磁场和安培力实现气动力的模拟,在不接触模型的情况下对模型进行静动态加载。基于这种新的试验技术,建立了一种地面电磁干风洞实验方法,利用电磁场和安培力实现气动力的模拟,可有效实现对模型结构的非接触式静态和动态气动力跟随加载。利用该实验系统,研究了静动态条件下,结构质量、刚度分布对飞机内载荷的影响;结构变形对结构动力学特征的影响。结果表明,结构的弯曲变形会影响结构的弯曲和扭转频率,结构的质量和刚度分布会对结构内载荷产生较大影响。这种新的试验方法有利于研究大柔性结构的气动弹性特性,对新型飞机的设计和研制具有重要意义。     

陶瓷基多层复合频率选择表面材料的研究

以多孔氮化物陶瓷材料为频率选择表面(FSS)多层复合透波材料的介质支撑体,以耐高温的导电金属铂采用丝网印刷工艺制备FSS,通过多层FSS的复合制备了宽频透波材料,对其微观结构和透波性能进行了测试分析。结果表明:多层FSS层间结构重叠性好,周期一致;FSS材料组成稳定,形成具有良好导电性能的致密结构层;多层陶瓷/金属FSS在9.5~18 GHz具有95%以上的透过率。     

基于FSS 技术的天线罩电性能设计影响因素研究

对FSS天线罩电性能所涉及的透波、隐身技术指标的基本问题进行了研究分析,提出了FSS天线罩对单元结构、介质加载、谐振频率、带宽、栅瓣等影响因素的设计方法,得出了FSS天线罩电性能设计应选择合理的单元结构、减小单元尺寸并紧凑周期排列以及选择合理的天线罩结构。     

基于声学黑洞的盒式结构全频带振动控制

声学黑洞（ABH）作为一种新型高效的波动控制技术,被广泛应用于梁板结构的振动控制中。传统声学黑洞结构存在局部强度和刚度较弱、特征尺寸较大、有效作用频率较高等问题,限制了声学黑洞技术的进一步应用和推广。针对盒式结构振动控制问题,设计了一种新型的声学黑洞阻尼（ABHD）振子。运用有限元仿真方法研究了附加ABHD振子的盒式结构的动态特性,结果表明附加声学黑洞阻尼振子的盒式结构具有高效的能量聚集和耗散能力。通过对盒式结构上下主梁中间不同位置处振子参数的优化,在不改变原有主结构强度和刚度的前提下,实现了对主梁全频带的减振效果。实验结果表明,传统盒式结构在附加多个ABHD振子后全频带的共振峰均有5~30 dB的削减,且附加振子的质量占系统总质量的7.8 %。     

K波段基片集成波导带通滤波器的设计

基片集成波导(Substrate Integrated Waveguide,SIW)是一种低插损、低辐射、高品质因素的导波结构。文章利用基片集成波导技术设计了一种K波段带通滤波器,其中心频率为19.4GHz,相对带宽为7.48%,插损小于1dB,该滤波器具有体积小、重量轻、易于加工和集成等优点。     

电阻型容性频率选择表面吸收体吸波性能研究

提出一种由Salisbury屏衍生而成的新型雷达吸波材料--电阻型容性频率选择表面(FSS)吸收体.采用有限元软件对吸波性能进行研究.研究表明,FSS单元方阻R,参数p和a以及介质层厚度h对FSS吸收体吸波性能均有较大影响.通过大量计算发现,FSS单元方阻在100～200Ω/□之间,p取0.05时具有较好的吸波性能.发现重要的"2h规则".指出在介质层厚度较大的情况下很难充分发挥FSS的作用,一般要求介质层厚度不大于5mm.通过实验对数值计算结果进行验证,结果表明两者基本吻合.另外,数值计算以及实验结果均表明,通过合理的参数选取,与Salisbury屏吸收体相比而言,FSS吸收体可在厚度较小的情况下实现低频吸收,并且具有较好的带宽特性.     

X及Ku波段宽带极化转换超表面设计及RCS缩减应用

针对反高分辨率雷达探测的电磁隐身问题,本文设计了一种作用于X和Ku波段的宽带反射型极化转换超表面,能够在6.5～8GHz范围内实现85%以上的极化转换效率,在8～20GHz范围内实现90%以上的极化转换效率,极化转换效率在85%以上的相对带宽达到了101%,且超表面剖面较低,整体厚度小于3.6mm,并将其自身和镜像单元设计成了方形式和三角式棋盘阵列排布结构。在x极化和y极化电磁波垂直入射下,与同等大小金属相比,两种棋盘式阵列排布结构的雷达截面积（RCS）缩减效果明显,且具有极化不敏感的特性,其中方形式棋盘结构RCS缩减峰值达到了22.91dB,RCS减缩均值达到了11.73dB;三角式棋盘结构RCS缩减峰值达到了36.07dB,RCS减缩均值达到了12.29dB,起到了大幅度降低单站RCS提升电磁隐身性能的作用。