FDTD计算中非对称共面波导激励设置的研究

提出了一种适合非对称共面波导的FDTD电磁数值计算激励方式.在此基础之上定义了传输衰减均值A,以表征激励设置的优劣程度.使用EMPr02010进行了大量数值仿真,在所得数据的基础上进行了数值拟合,给出了所提出激励方式下非对称共面波导、共面波导最佳激励位置的近似公式及适用范围.     

一种宽带(100kHz～18GHz)各向同性电场探头

美国标准局已研制出一种新型宽频带电场探头。这种探头能够准确地表征电磁场的特性并能定量表示。探头的8mm电阻锥削变化偶极子单元能够在1MHz～15GHz频率范围内,测量1和1600V/m之间的电场,其平坦度为±2dB。相互正交的偶极子结构使各向同性响应(相对角度而言)的总标准偏差在±0.3dB以内。本文讨论这种电场探头样品的理论和试验研究。     

新型超宽带脉冲探地雷达接收机的设计与研制

基于等效时间采样原理,提出了一种新型超宽带脉冲探地雷达接收机的设计方法,并研制了实用的超宽带接收机模块,其关键电路包括皮秒级采样脉冲产生电路、肖特基二极管平衡取样门、信号保持与放大电路以及微带魔T结构。该接收机的采样带宽为4 GHz,与理论计算值相一致,采样效率高达40%。实验测试表明,接收机等效采样后重建的基带信号波形与原始微波信号形状吻合度好,证明该接收机具有良好的超宽带特性,满足脉冲探地雷达回波信号接收要求。     

宽频带自导演示系统仿真的研究

宽频带自导技术已成为现代鱼雷自导技术发展的新方向,本文研究了实验室宽频带自导系统的构成,提出了在VC 6.0环境下如何实现宽频带自导演示系统的软件,如何将高速数字信号处理阵列机应用在宽频带自导技术中,同时,讨论了在编写仿真软件过程中存在的问题,该仿真系统表明：在实验室条件下,利用高速数字信号处理芯片ADSP210060实现宽频带自导演示系统是可行的。     

采用偏心铁氧体的8mm E面T结波导环行器

提出了偏心放置铁氧体圆盘进行带宽展宽的方法,给出近似计算,并利用HFSS9进行仿真和优化,研制了8mm宽带E面T结波导环行器,测试结果验证了仿真和计算的正确性;与以前的E面T结环行器相比,采用该方法设计的环行器,无需引入匹配垫片既可在较宽的频带内（27.1-29.1GHz）,使其驻波比、隔离度和插入损耗（VSWR〈1.4,隔离度〉17dB,插入损耗〈0.7dB）有较为明显的提高。     

机械扫描天线电磁计算与距离像特征分析

针对主动雷达导引头对防空导弹武器系统制导雷达站检测与识别的需求,研究了机械扫描天线电磁散射特性的计算方法,并对其距离像特征进行了分析。首先采用图形电磁计算法对反射面天线的电磁散射特性进行了建模和计算,然后利用其宽频带雷达散射截面计算数据合成天线的一维距离像,进而对不同姿态下天线的距离像特征进行了分析。结果表明,由于天线的旋转,距离像序列的强度、宽度和位置呈现周期性的变化规律,从而为采用距离像序列对机械扫描天线进行识别以及对旋转周期和尺寸等参数的估计提供了可能。     

N 阶色散媒质宽频电磁散射特性的高效分析

在目标宽频电磁响应分析中引入Maehly逼近理论,应用矩量法(method of moments, MOM) 求解给定频带内若干节点处目标的表面电、磁流,以形成关于电、磁流的Chebyshev多项式逼近,最后转化为Maehly逼近以提高计算精度。结合PMCHW方程,对各种形状三维介质目标、N 阶色散介质目标的宽带电磁散射特性进行了分析。数值仿真表明：在不占用更多内存的情况下,Maehly逼近方法能够有效提高宽频分析的计算效率。     

金属平板涂敷吸波材料的RCS计算研究

通过实验验证了一种金属平板涂敷吸波材料 (RAM)的RCS计算方法。该方法从Stratton -Chu积分方程入手 ,推导出一种简捷的电大尺寸光滑凸体金属表面涂敷RAM的物理光学后向RCS计算公式。通过在 8 6GHz、10GHz、11 4GHz三种频率下 ,对两种分别涂敷 0 5mm和 1mm厚度RAM的金属平板的RCS计算与实验数据对比分析可知 ,两者吻合较好 ,表明该方法不仅计算过程简单 ,而且计算结果比较精确 ,是一种基于物理光学理论计算涂敷RAM的金属凸表面后向RCS的有效方法     

高线性度调频毫米波信号源的研究

本文阐述了工作在Ka波段,带宽为1GHz的八毫米调频连续波高线性度信号源的研制情况。样机方案采用把延迟线作为关键器件的锁相环来实现扫频非线性度的校正,使VCO线性度由开环的百分之十量级修正到闭环达万分之三的量级。此外,本文还对环路的理论性能与参数选取进行了分析、计算。     

基于HFSS新型宽频带微带天线仿真设计

采用HFSS10电磁场仿真软件设计一副新型宽频带微带天线。天线采用空气介质层,通过在脊形接地板顶端用同轴探针对单层方形贴片馈电,减小了探针电感,从而能获得很宽的工作宽带,该天线的仿真和实测驻波比VSWR≤2：1的阻抗带宽达到66%,覆盖了2GHz-4GHz的频率范围,且研究结果表明该天线还具备宽波束特性。给出了天线的HFSS仿真设计步骤以及相对应的设计原理,并通过模型仿真结果和加工实物的实测结果进行对比,得出仿真和实测结果具备很好的一致性,结果说明了HFSS软件的可靠性和高效性。     

新型超宽带圆极化印刷天线

针对传统圆极化微带天线轴比带宽较窄的问题,提出了一种新型的超宽带圆极化印刷天线。该天线结构简单,仅由C型辐射贴片和改进后的地板组成。采用微带馈电模式,整个天线尺寸仅为25 mm×25 mm×1 mm。通过优化C型贴片和在地板上增加三角形和小长方形微扰结构,可以有效增加天线的阻抗带宽和轴比带宽。给出了天线的设计流程,从表面电流分布分析了圆极化天线的工作机理。加工了天线实物,并对其进行了测量。仿真和实测结果表明天线具有超宽的阻抗带宽和轴比带宽。天线的工作频带为4.4~11.6 GHz(相对带宽为90%),3 dB轴比带宽为3.6~11.3 GHz(相对带宽为103.4%)。测量了天线的辐射性能和增益特性,实测结果与仿真结果吻合较好,证明了该天线的有效性。该天线可以应用于超宽带无线通信系统和卫星通信系统中。     

超宽带正交解调接收机性能分析

由模拟器件构成的超宽带正交解调接收机不可避免地存在系统失真 ,这些失真的存在有时会严重影响系统的性能。仔细分析了幅度失真、相位失真、幅相不一致性等对接收机性能的影响 ,提出了数字域校正的方法。通过计算机仿真 ,表明了该方法的可行性。最后 ,对某超宽带正交解调接收机的实际测量结果的数字校正 ,验证了这种方法的有效性。     

电波频率对射频隐身性能的影响分析

针对新一代军用飞机对射频隐身能力的迫切需求,研究了电波频率对射频隐身性能的影响。首先基于截获距离给出了隐身效率的定义。然后综合考虑自由空间衰减、大气吸收衰减和降雨衰减的影响,对截获距离与电波频率之间的关系进行了分析。最后仿真了10~40 GHz之间,不同工作距离和天气环境下,频率改变对射频隐身性能的影响。结果表明,频率选择对射频隐身性能具有很大影响,在10~40 GHz内通过频率改变能够提高约10%的隐身效率,同时工作距离和天气条件对隐身性能也会产生一定的影响。     

Design of radiation hard phase-locked loop at 2.5 GHz using SOS-CMOS

Abstract: A radiation hard phase-locked loop (PLL) is designed at 2.5 GHz using silicon on sapphire complementary metal-oxide-semiconductor process. Radiation hardness is achieved through improving circuit design without sacrificing real estate. Stability is guaranteed by a fully self-bias architecture. The lock time of PLL is minimized by maximizing the loop bandwidth. Frequency tuning range of voltage controlled oscillator is significantly enhanced by a novel load configuration. In addition, multiple bias stages, asynchronous frequency divider, and silicon on sapphire process jointly make the proposed PLL more radiation hard. Layout of this PLL is simulated by Cadence Spectre RF under both single event effect and total induced dose effect. Simulation results demonstrate excellent stability, lock time < 600 ns, frequency tuning range [1.57 GHz, 3.46 GHz], and jitter < 12 ps. Through comparison with PLLs in literatures, the PLL is especially superior in terms of lock time and frequency tuning range performances.     

基于指数渐变馈电结构的超宽带抛物面天线设计

设计了一种超宽带抛物面天线,将其馈电部分设计为指数渐变形式的四个馈电臂。给出了该天线的设计思想和设计方法,通过电磁仿真着重研究了指数渐变率和馈电臂间夹角对天线性能的影响,并详细分析了天线的阻抗特性和辐射特性。根据所设计的参数制作天线实物并进行测试,实测天线电压驻波比小于2的频带宽度达到0.95 GHz~20 GHz,天线的增益在2 GHz~14 GHz范围内为15.5 dB~30.5 dB。仿真与测试结果表明,该天线具有超宽带和高增益的特点,非常适用于超宽带通信、超宽带雷达以及无线监测与管理等系统。     

微带功率分配器设计公式的研究

本文叙述了雷达中的一分为二,等分和不等分两种功率分配器的设计与研究。给出了设计公式,数据与试验结果,采用全铁氧体基片和厚膜工艺,制出了频率范围为4.1～4.8GHz的功率分配器,使用贴有微波吸收材料的盖板,有效地解决了因反射带来的影响。文中对文献[2,4,5]中的有关设计公式作了修正和讨论。     

扫频雷达单频连续波电磁辐射阻塞效应分析

为掌握扫频雷达装备连续波电磁辐射下的干扰规律,揭示单频连续波电磁辐射对扫频雷达干扰的作用机理,以Ku波段扫频雷达为受试对象,通过搭建试验平台,采用全电平辐照法对其进行带内单频连续波电磁辐射试验,从而确定雷达装备电磁干扰规律。带内单频点连续波电磁辐射试验结果表明,受试雷达的回波目标电平随干扰强度的变化而变化。不同干扰频率下,雷达装备电磁干扰效应变化规律基本一致。选取6 dB压制电平为敏感判据,测试不同频率下雷达装备干扰场强阈值。试验结果表明,受试雷达带内较小的电磁辐射(干扰频差为0.14 GHz时)就能对雷达装备造成有效干扰。     

扫频雷达单频连续波电磁辐射阻塞效应分析

为掌握扫频雷达装备连续波电磁辐射下的干扰规律,揭示单频连续波电磁辐射对扫频雷达干扰的作用机理,以Ku波段扫频雷达为受试对象,通过搭建试验平台,采用全电平辐照法对其进行带内单频连续波电磁辐射试验,从而确定雷达装备电磁干扰规律。带内单频点连续波电磁辐射试验结果表明,受试雷达的回波目标电平随干扰强度的变化而变化。不同干扰频率下,雷达装备电磁干扰效应变化规律基本一致。选取6 dB压制电平为敏感判据,测试不同频率下雷达装备干扰场强阈值。试验结果表明,受试雷达带内较小的电磁辐射(干扰频差为0.14 GHz时)就能对雷达装备造成有效干扰。     

具有双陷波特性的小型Vivaldi超宽带天线

设计了一种具有双陷波特性的小型化Vivaldi天线。通过在天线的辐射贴片上开一对E字型结构和在馈电处开电容性负载环路(capacitively loaded loop, CLL)结构,可以有效滤除无线局域网(wireless local area networks, WLAN)(5.15~5.825 GHz)、卫星X波段(7.25~7.75 GHz)的干扰。天线的工作带宽为3.3～12.8 GHz,天线结构简单紧凑,具有非常小的尺寸,仅为26 mm×13 mm×0.762 mm。从天线的表面电流方面,解释了天线的陷波原理,并且加工了天线实物。实测的驻波比、增益和方向图与仿真结果一致,验证了该天线在超宽带波段内具有良好的陷波特性、增益特性和全向性,可以应用于小型化超宽带系统中。该天线对于设计陷波Vivaldi天线也具有一定的指导意义。     

Research on novel multi-layer and multi-polarized slot-coupling planar antenna array

A novel multi-layer planar antenna array to achieve multi-polarized radiation is developed. U-shaped coupling slots are embedded in the ground plane to extend the bandwidth. The phase relation between adjacent elements in the radiation field is analyzed when adjacent elements are fed in opposite phase. Return loss and radiation pattern are measured for a 16-element antenna array at 12.5 GHz. The radiation pattern shows a good agreement with the calculated one in the shape of the main beam. The return-loss of the proposed antenna array is less than -20 dB in the 12.5 GHz frequency band (12.25-12.75 GHz). Because of two feed ports the antenna can transmit arbitrary elliptic polarized waves if the two feed ports have different amplitude and phase. The main factors such as element spacing, substrate medium and manufacturing imperfection are analyzed and the corresponding conclusions are presented.