电磁超材料与增益材料研究现状与进展

电磁超材料是指一些具有天然材料所不具备的超常物理性质的人工复合结构或复合材料,具有广阔的应用前景.目前,电磁超材料实际设计中出现的窄带宽和高损耗等问题,限制了其进一步的应用.对于电磁超材料中贵金属结构的损耗,通过引入增益材料可降低甚至完全补偿其损耗.该文首先回顾超材料的历史发展过程,介绍其国内外的研究现状;然后归纳超材料在发展过程中遇到的问题,着重介绍如何通过引入增益材料来弥补超材料中的金属损耗.     

矿井巷道的MIMO无线信道建模与性能仿真

矿井巷道电波传播环境非常复杂,建立MIMO无线信道模型有助于将无线通信技术应用到煤矿井下。针对矿井巷道中MIMO无线传输环境,提出一种随机独立的MIMO信道,然后根据矿井巷道的富散射环境,对该信道矩阵进行修正,建立了两种空间相关的MIMO信道模型。文章对包含完全独立路径的瑞利信道模型的奇异值和信道容量进行了分析比较,并对不同信道模型下的系统性能进行了仿真。仿真结果与文献的实测结果对比说明建立的模型不失一般性。

Abstract：

The radio propagation situation is very complex in mine laneway,so it is important to establish an efficient MIMO channel model for applying wireless communication technology to coal underground.A stochastic MIMO channel model was proposed firstly based on wireless propagation environment in mine tunnel,and then two spatial correlative channel models were established through correcting channel matrices based on abundant scatter environment.The singular values and the channel capacity obtained with a Rayleigh channel model were compared,and system performance of different channel models were simulated.The simulation results indicate that the established channel models are feasible by comparing with measurements results.     

基于CUDA平台的时域有限差分算法研究

文章针对传统时域有限差分(FDTD)算法的不足,以图形加速卡为核心,通过理论分析和数值模拟,研究并实现了基于CUDA平台的FDTD并行算法。CUDA是最新的可编程多线程的通用计算GPU模型,由于FDTD算法在空间上具有天然的并行性,因此非常适合在GPU上实现并行算。文章描述了在CUDA编程模型上的FDTD算法的设计以及优化过程,并通过数值仿真实验结果证明了基于GPU的并行FDTD算法可以大大减少计算时间,基于GPU加速已成为电磁场数值计算的研究热点之一。     

极化目标分解及其在图像分析中的应用

极化目标分解方法可以概括为三类:Huynen类型的分解理论、相干分解理论和基于特征值的分解理论,它们从不同的侧面刻画了目标的极化散射特性。本文分别对三种分解方法进行了较为详细的论述,并运用基于特征值的分解理论以及目标熵的概念,将其应用于极化雷达图像的分析中,结果表明目标分解法在极化雷达图像融合与增强、极化目标识别等领域有重要的作用。     

宽带电磁散射特性的Chebyshev逼近分析

将切比雪夫逼近理论应用于目标宽带电磁散射特性分析中,通过求解给定频带的切比雪夫节点并用有限元方法求得各节点处的目标表面场值,实现整个频带内任一频率点目标表面场值的快速预测,使得目标电磁散射特性得到快速分析.这一方法避免了在给定频带内对有限元矩阵的反复计算,大大减少了计算机的内存.     

基于Web服务的统一身份认证系统的设计与实现

单点登录(SSO)是目前比较流行的企业业务整合的解决方案之一,它的机制是在企业网络用户访问企业网站时作一次身份认证,随后就可以对所有被授权的网络资源进行无缝的访问,而不需要多次输入自己的认证信息.Web服务具有松散耦合、语言中立、平台无关性、开放性的特性,通过对集中单点登录模型的分析和比较,提出了基于Web服务和token-id的单点登录管理框架.介绍了该系统的体系机构及关键部分的工作原理.     

基于宽禁带功率器件的F类放大器的研究与设计

F类射频功率放大器作为开关模式放大器的一种,其理想效率为100%。传统F类功率放大器的设计方法是利用输出端谐波抑制,在晶体管的漏极得到近似方波的电压信号和近似半正弦波的电流信号,以此提高放大器效率。文章通过研究电路的结构,在F类功率放大器的输入端加入谐波抑制电路,同时利用输入和输出谐波抑制匹配网络,能够更有效提高输出功率和功率附加效率;结合宽禁带功率器件,在S波段完成一款电路的设计,在3.45~3.55GHz频带内,输入激励为28dBm条件下,测试得到最大PAE能够达到78.3%,输出功率40.5dBm,实验结果和仿真结果基本吻合。     

抛物线方程在计算三维电大目标电磁散射中的应用

抛物线方程算法是建立在波动方程轴向近似基础上的一种数值方法,该方法假设电磁波能量沿抛物线轴向的锥形区域传播。文章推导了三维标准的抛物线方程及相应的近场-远场变换理论,并计算了理想导体球的雷达散射截面;数值结果表明抛物线方程算法的引入,在保证一定精度的前提下,大大提高了计算效率,节约了内存。     

改进的高阶FDTD方法在散射问题中的应用

对Maxwell方程进行了变形,变形后的方程将所考查的媒质空间的特性集中反映在2个本构关系式中,大大简化了FDTD方法实现的难度。为了提高精度,推导了变形后麦氏方程的高阶FDTD差分格式,实现了高阶FDTD(HO-FDTD)的理想匹配层(PML)吸收边界条件,并对介质目标的雷达散射截面(RCS)进行了数值计算,计算结果表明,该方法具有很高的计算精度和计算效率。     

基片集成波导带通滤波器的设计

基片集成波导技术使得包括平面电路、接头和矩形波导在内的完整电路可以以平面的形式集成在标准印刷电路板上;论文首次将金属条带式波导平面电路带通滤波器的设计方法引入基片集成波导之中,发展了基片集成波导带通滤波器的设计;文中提供了一个设计实例,Ansoft HFSS的数值仿真结果显示该途径是行之有效的。