Ku波段波导混合缝隙阵列全向天线的设计与实现

研究并设计了一个工作在Ku波段的波导混合缝隙阵列全向天线.利用电磁仿真软件CST进行仿真设计,采用边馈形式,通过同时对波导的宽边和窄边开缝进行缝隙天线阵列设计,使设计的Ku波段的波导混合缝隙阵列全向天线具有良好的匹配、较高的增益和较好的不圆度,并对设计的天线进行实际加工制造、调试,最终仿真与实测结果能够较好地吻合.     

基于基片集成脊波导的缝隙阵列天线的仿真与实验研究

为了降低缝隙天线阵列的重量和体积,提出了基于介质集成脊波导的缝隙阵列天线。专门设计了一种渐变微带线与介质集成脊波导的过渡结构,使得天线可以使用SMA接头进行馈电。在CST Microwave Studio软件中建立了工作于C波段的介质集成脊波导4缝天线阵列模型并进行了仿真分析,并使用仿真数据建立了天线的等效磁流阵列模型,很好地解释了天线的辐射特性。仿真与实验结果表明,4缝天线具有10.8%的阻抗带宽(4.4~4.9 GHz),带内增益为8.5 d Bi。天线为印刷型结构,具有剖面低、重量轻、易于集成、带宽较宽及增益较高的特点,可以广泛应用在相应频段的通信设备中。     

基于CST的波导窄边缝隙天线的分析与设计

目的提出一种可以避免大量数值计算,且无需加工大量试验件的波导窄边缝隙天线的计算机辅助设计方法。方法将波导窄边缝隙阵列天线的基本理论和现代电磁仿真软件结合起来,仿真得到考虑互耦的缝隙电导函数,进而确定各个缝隙尺寸。结果完成了该设计,并达到了既定的设计要求。结论此种设计方法可以大大提高设计精度,提高工作效率,节约设计成本。     

K_α波段波导缝隙阵列天线

本文给出了K_α波段非谐振式波导宽壁纵缝阵列天线的设计原则和实验结果。选择■=5,-10logξ~2=-30db的泰勃分布,缝隙单元数N=110,得到-25db的实际付瓣电平。该阵列已经在某8mm试验系统中作为照射天线使用。     

60 GHz低损耗宽带的超表面天线阵列

研究一种基于超表面的60 GHz 1×2宽带天线阵列.为降低传输损耗,天线阵列由间隙波导功分器馈电,间隙波导传输线两侧放置电磁带隙结构,能量通过缝隙与顶层超表面耦合,从而向空间辐射.天线阵列安装在Rogers 4350b介质基板上,由超表面辐射器引入的准TM₃₀谐振模式与缝隙辐射单元的本征模式结合,从而拓展天线带宽,改善天线增益.研究结果表明:天线阵列-10 dB |S₁₁| 带宽仿真结果为49.3~65.0 GHz,实测结果为48.5~64.8 GHz,覆盖57.0~64.0 GHz范围的无授权毫米波通信频段;在匹配带宽内,天线的最大增益为11.8 dB,3 dB增益带宽为15%.     

水平极化多层SIW缝隙全向天线

针对传统的水平极化波导缝隙对全向天线带宽较窄、成本较高的缺点,该文提出了一种基于基片集成波导(S IW)工艺的全向辐射的波导缝隙天线。该天线由2个背靠背安装的S IW缝隙天线阵组成,并且由隐藏在两波导之间的带状线通过探针馈电。可以实现复杂的并行馈电网络,在不影响天线全向性的同时扩展阵列带宽。给出了天线的图片和结构图。该天线水平面方向图起伏小于2.5 dB,而端口反射系数小于-10 dB的带宽达到12.5%。这种多层方案可以用于同时对增益和带宽有较高要求的场合。     

水平极化多层SIW缝隙全向天线

针对传统的水平极化波导缝隙对全向天线带宽较窄、成本较高的缺点,该文提出了一种基于基片集成波导(SIW)工艺的全向辐射的波导缝隙天线。该天线由2个背靠背安装的SIW缝隙天线阵组成,并且由隐藏在两波导之间的带状线通过探针馈电。可以实现复杂的并行馈电网络,在不影响天线全向性的同时扩展阵列带宽。给出了天线的图片和结构图。该天线水平面方向图起伏小于2.5dB,而端口反射系数小于-10 dB的带宽达到12.5%。这种多层方案可以用于同时对增益和带宽有较高要求的场合。     

浅谈雷达裂缝波导天线的防水密封

波导裂缝天线是一种典型的平面阵列天线,因其具有辐射效率高、方向性强、结构紧凑、重量轻等诸多优点,广泛应用于雷达系统设计中。当天线单元腔体存在缝隙时,往往会因为"呼吸效应"造成天线单元内出现进水现象,导致雷达出现故障。该文以某高机动三坐标雷达的波导裂缝天线单元为例,分析了天线单元形成缝隙的原因及进水的机理,阐述了进水的危害,并结合工程实践,给出了合理的应对措施。     

利用光学天线阵列耦合光波进入硅波导

在光学集成中,光信号从自由空间中耦合进入波导具有重要意义。利用光学天线将自由空间中的平面波耦合到波导的基模中。对称偶极子光学天线阵列有利于Si波导基模的激发,根据波导模场特性,设计偶极子对称天线实现耦合功能。为高效激发波导基模和提高耦合效率,利用时域有限差分(FDTD)方法分析Si波导的基模模场,对天线阵列结构进行优化,实现高效耦合。     

波导漏波缝隙阵列天线设计研究

第二次世界大战对于雷达的需求,使波导缝隙阵列天线的研究引起了人们的关注.由于其具有口径面利用率高、结构简单、功率容量大、容易实现低副瓣等特点,从20世纪40年代起,W.H.Watson和A.F.Stevenson等人就开始了对缝隙阵的实用性研究,到了80年代,以R.S.Elliott为代表的学者又对波导缝隙阵的工作机理进行了深入研究.     

二维金属波导阵列的亚波长自聚焦效应

利用时域有限差分（FDTD）方法对不同入射波长和不同结构参量的Ag波导阵列自聚焦现象进行了数值分析.分析表明：焦点位置与光源到Ag波导阵列的距离s,Ag波导阵列入射面形状以及入射波长有关.随着光源到Ag波导阵列距离s的增大,焦点位置逐渐变远;随着入射面凹陷步长b减小,焦点位置逐渐变远;随着入射面凹陷深度d的增大,焦点位置逐渐变远.入射面的形状可以较大程度影响焦点位置以及焦点处的光强.当Ag波导阵列的结构一定时,自聚焦的焦点位置均与入射波长成线性关系.结果表明,可以通过适当地调节参数得到理想的焦点位置.     

敷介质大圆柱面周向共形缝隙列天线的实验研究

本文对大半径敷介质导体圆柱表面共形缝隙天线作了实验研究。实验模型为十单元周向线阵，单元分别用屏蔽带线缝隙和矩形波导缝隙．包括等间隔阵和用缩短馈线的方法补偿了往面引起的射线路程差的不等间隔阵，实测方向图大致趋势与计算结果一致。结果表明，缩短馈线的补偿方法对降低旁瓣有效。     

Direct observation of the discrete character of intrinsic localized modes in an antiferromagnet

In a strongly nonlinear discrete system, the spatial size of an excitation can become comparable to, and influenced by, the lattice spacing. Such intrinsic localized modes (ILMs)--also called 'discrete breathers' or 'lattice solitons'--are responsible for energy localization in the dynamics of discrete nonlinear lattices. Their energy profiles resemble those of localized modes of defects in a harmonic lattice but, like solitons, they can move (although, unlike solitons, some energy is exchanged during collisions between them). The manipulation of these localized energy 'hotspots' has been achieved in systems as diverse as annular arrays of coupled Josephson junctions, optical waveguide arrays, two-dimensional nonlinear photonic crystals and micromechanical cantilever arrays. There is also some evidence for the existence of localized excitations in atomic lattices, although individual ILMs have yet to be identified. Here we report the observation of countable localized excitations in an antiferromagnetic spin lattice by means of a nonlinear spectroscopic technique. This detection capability permits the properties of individual ILMs to be probed; the disappearance of each ILM registers as a step in the time-dependent signal, with the surprising result that the energy staircase of ILM excitations is uniquely defined.     

Photonic integrated technology for multi-wavelength laser emission

We summarized the design, fabrication challenges and important technologies for multi-wavelength laser transmitting photonic integration. Technologies discussed include multi-wavelength laser arrays, monolithic integration and modularizing coupling and packaging. Fabrication technique requirements have significantly declined with the rise of reconstruction-equivalent-chirp and second nanoimprint mask technologies. The monolithic integration problem between active and passive waveguides can be overcome with Butt-joint and InP array waveguide grating technologies. The dynamic characteristics of multi-factors will be simultaneously measured with multi-port analyzing modules. The performance of photonic integration chips is significantly improved with the autoecious factors compensation packaging technique.     

微波无线输能技术研究进展与系统设计

微波无线输能(microwave wireless power transmission, MPT)技术应用于不易获取直流电能的场合, 是研制太阳能卫星、近空间飞行器的关键技术, 也可应用于无线传感器网络节点供能及环境低微微波能量的回收. 比较了微带线型和共面带状线型2种典型整流天线的单元和阵列性能, 提出了对接收天线和整流电路的要求; 以获得最大微波波束捕获效率为目标, 分析了发射天线拓扑结构及高斯削尖口径电平分布. 在研究以上关键技术的基础上设计了一套C波段微波输能系统, 该系统从发射端到接收端的直流-直流效率为35%. 最后指出了微波无线输能技术存在的问题和未来发展方向.     

基于链表结构的多维动态数组设计方法

针对动态数组生成中难以适应任意维数、任意数据类型、索引数据不够灵活等问题,提出一种基于链表结构的多维动态数组设计方法.该方法通过链表进行索引,采用变长参数列表技术动态生成数组.结果表明,该方法能够生成任意维动态数组;适用任意的数据类型;既能够直接利用数组下标索引数据,也能够对数据进行线性访问.与以往动态数组生成方法相比,更易于扩展,使用更加灵活.     

Yb-Er共掺光波导放大器增益特性模拟及优化

为提高光波导放大器的增益特性,从Yb-Er共掺系统的能级结构及能量传递过程出发,建立了Yb-Er共掺光波导放大器增益的理论模型,对增益特性进行数值模拟;讨论了铒离子的掺杂浓度、泵浦光功率和信号光功率等因素对光波导放大器增益的影响,并进行优化。数值模拟结果表明:当波导长度小于其最佳值时,增益随铒离子的掺杂浓度和泵浦光功率的增加而显著增大;超过最佳波导长度,增益随之下降;泵浦光功率一致,信号光功率增强时,增益下降。抽运功率为70 mW时,长度为2.24 cm的光波导放大器,单位长度增益为4.73 dB/cm,该结果与实验数据基本吻合。     

星载高功率微波波导低通滤波器的精确设计

提出了一种星载高功率波导低通滤波器的精确设计方法，将滤波器分布低通原型参数转换成广义阻抗变换系数，采用模匹配法等数值算法精确计算矩形波导中客性膜片的散射参数，进而获得其广义阻抗变换系数，然后通过插值，直接得到滤波器的所有结构参数．该方法避免了常规设计方法中对结构参数的反复调整，提高了设计效率和设计精度．设计并制作了1台2．5GHz和1台22GHz的矩形波导低通滤波器，典型性能为带内驻波比小于1．2，损耗波动小于0．15dB，测试结果与设计数据一致，满足了技术指标要求．     

口径耦合微带天线阵的互耦研究

针对微带天线阵阵元之间互耦的复杂性,给出了用时域有限差分法对口径耦合微带天线直线阵互耦现象进行分析的方法.该方法以口径耦合微带天线单元构成的7单元直线阵为研究平台,借助仿真软件Empire获取数据,结合直线阵和传输线理论导出相应计算公式,并用Matlab进行数据处理.应用该方法分析了互耦阵列的行为,给出了互耦系数的计算方法及其在天线设计中的应用方法.分析结果表明:由于互耦的存在及影响,使中心位置馈电天线阵的方向图出现旁瓣,边缘位置馈电的方向图出现非对称形状;互耦系数随着与馈电单元距离的增大急剧下降,距离4个阵间距以上的天线单元其模值下降到0.01以下.通过实例将该方法分析结果与仿真曲线进行了对比,其吻合程度验证了该方法的精确性.为在互耦状态下微带天线阵的设计提供了参考.