双层同轴圆柱形磁性体电磁场的数值计算

以改善法向模螺旋天线的特性为目的，对平面波入射时任意媒质常数为参量的多层圆柱形磁性体的散射、反射电磁场特性及内部磁通进行了研究和数值计算，其结果可作为改善法向模螺旋天线性能抑制反射、散射现象的指导性设计资料。     

一种低轮廓的脉冲天线

研究表明对偶极天线进行并联介质加载能够降低天线的轮廓。实验结果显示 ,加载介质的介电常数和介质块的大小等参数 ,对天线的小型化有重要影响。模拟实验中选用参数为 1× 10 9的高斯脉冲做激励源 ,得到满意的实验结果。     

口径天线瞬态辐射特性的研究

为了在时域研究超宽带口径天线的瞬态辐射特性，利用时域有限差分方法在平面波正投射、斜投射及柱面波投射于不同尺寸和形状的口径面的情况下，对口径面上的场进行了计算，进而得出该口径天线的辐射场。将通常天线的方向图扩展为可用于超宽带天线的空时方向图，并在不同激励的情况下用空时方向图描述了激励脉冲在自由空间展布的宽度与天线口径几何尺寸、形状和主辐射面的辐射波形之间的关系，得出改变口径面的形状和大小可以改变口径面的辐射特性的结论，为理解超宽带口径天线辐射特性并为进一步设计该类天线提供了理论依据。     

两种宽缝超宽带天线的脉冲波形保真度比较

设计了两种小型宽缝结构超宽带天线,一种采用接地CPW馈电方式,另一种采用带状线馈电方式.结果表明这两种天线都有较宽的阻抗带宽.分析了两种天线的特性参数,并比较两种天线的增益和辐射特性,给出两种天线在远区场的脉冲波形比较,并得出不同天线结构对脉冲波形的保真度的影响,这对实际超宽带脉冲天线的设计与应用意义重大.     

E面扇形喇叭天线对电磁脉冲响应特性的分析

运用时域有限差分法（FDTD）,计算和分析了E面扇形喇叭天线对超宽带（UWB）电磁脉冲、高空核爆电磁脉冲（HEMP）和高功率微波（HPM）的响应特性,并且通过瞬态近远场变换计算了天线对入射脉冲产生的远区场响应,并利用傅里叶变换得到了响应频谱.经分析得出入射脉冲不但会对天线的连接设备造成损伤,而且由于E面扇形喇叭天线所具有的高增益特性,使得进入天线口径后产生反射的电磁脉冲幅值被增大,在远区场形成较大场强,从而将会对接收设备造成物理损伤.     

基于表面等离子体的高增益光学天线

表面等离子体共振能够产生沿金属表面传播的波,能产生许多特殊的电磁现象.该文首先研究运用表面等离子体共振特性而设计的处于远红外波段偶板子天线的近场增强效应,而后根据尖端效应,对天线的形状进行改变,由偶板子演变到阶梯状天线,而后逐步增加天线的阶数,最后将天线的类型演化为其无穷级近似的蝶形天线.利用有限时域差分法(FDTD),对各种形状的天线的进行研究,得到蝶形天线具有更强的场增强.在实际的工程应用中,拥有巨大的场增强效应的光学天线可以使探测器获得更高的灵敏度,还可以使激光通信获得更长的传播距离.     

一种短波天线小型化设计方案

本文提出了一种工作在3—15 MHz的短波天线的小型化设计方案。该天线以偶极天线为基本结构,具有顶端-集总元件的复合加载结构,并采用多螺旋组合结构进行优化。天线尺寸在2 m×2 m×2 m范围内,采用CST公司的商业软件Mi-crowave Studio仿真研究表明,该天线在工作频段内效率均高于-20 dB,具有体积小、结构简单、效率高等优点,可广泛应用在广播通信、环境监测、雷达探测等领域。     

菲涅尔区相位修正平面板射器天线的偏轴扫描特性

菲涅尔区相位修正平面反射器天线个有较好的偏轴扫描特性。作者以物理光学方法为手段，通过考察该类反射器对不同角度入射平面波所形成的聚焦场，从理论上深入探讨其偏轴扫描特性。     

短脉冲激光在散射性介质中传输的时域有限元分析

从瞬态辐射传输方程出发,利用最小二乘变分原理,发展了基于离散坐标形式辐射传输方程的最小二乘有限元方法,并将其用于模拟短脉冲激光在二维散射性介质中的瞬态传输现象.首先简要介绍了求解瞬态辐射传输方程的最小二乘有限元公式,然后以脉冲激光在生物介质中的应用为背景,考察了脉冲激光入射二维非均匀散射性介质的情况,调查了不同位置处时域信号的演化规律,为短脉冲激光在生物医学领域中的应用研究提供了有价值的参考数据.结果表明:对于局部短脉冲入射条件下的非均匀散射性介质,早期的时域反射信号能够较多地反映出介质光学属性分布信息,而距离入射光源较远的测量位置,由于辐射信号经过了较长时间的衰减,所包含的介质光学属性分布信息较少.     

基于波束级数展开的粒子椭圆高斯波束散射特性

基于矢量波函数之间的正交性等,得出了任意电磁波束的零阶场和x,y,z一阶场等粒子散射场的表达式,给出了各阶入射场展开系数与散射场展开系数的通用关系,以椭圆高斯波束为例,研究了椭圆高斯波束中粒子的散射特性,通过仿真分析了波束腰宽、照射距离等对散射特性的影响,验证了本文算法的有效性;研究表明:波束腰宽可以改善粒子的识别性能,波束中的粒子具有较强的前向后向散射特性.方法简单,为研究电磁波束的粒子散射特性探索了新的途径.     

细线天线的瞬态响应特性的研究

利用FDTD（时域有限差分方法）对多根细线天线的瞬态响应特性进行了数值模拟。分析了其他细线天线的存在对馈源为电磁脉冲的细线天线辐射特性的影响以及对入射波为电磁脉冲时细线天线中心电流响应特性的影响。指出了MIMO（多输入多输出）技术在超宽带领域应用时,天线之间的距离所应当满足的条件。     

基于HFSS的短路针加载微带贴片天线的仿真设计

微带贴片天线在当今通信中应用广泛,但在低于2 GHz的低频带工作时,其尺寸成为使用的制约因素.笔者通过HFSS软件对加载短路针的微带贴片天线进行研究,与未加载短路针的进行比较,发现短路针加载之后,可以很好地减小了天线的尺寸,并且可以获得较好的频率与阻抗特性.     

超宽带单极子天线脉冲传输特性的分析

以超宽带单极子天线为对象,提出一种实验测量结合数值模拟的简便方法,并将其推广用于脉冲体制超宽带通信系统的设计与性能分析,测量天线系统在特定频段上的频域传输幅度和相位特性并将其转换成时域传输特性.然后利用实验数据,结合数值仿真,分析了几种脉冲信号在系统中的传输特性.接着通过比较系统采用不同收发天线对情况下的传输特性,探讨了超宽带天线的性能评估和选择.实验与仿真结果表明,这种方法对脉冲信号的波形设计、超宽带天线的性能评估与优选具有良好的效果.     

多径衰落的空间相关性及其对空间分集接收机的影响

给出了一个蜂窝通信中基站空间分集接收的信道模型,并采用此模型通过仿真研究了不同天线上信号衰落的相关性及其对接收机性能的影响。此外,还给出了在已知相关矩阵的条件下,分集接收机平均误码率的数值计算方法,与通常计算误码率采用的蒙特卡罗仿真方法相比大大地降低了运算量。     

平面型小天线谐振长度的实验确定

本文在三厘米波段的实验模型上,采用调制可散射法确定了印刷在基片上的单极子和扇形小天线的谐振长度.讨论了不同基片或同一基片具有不同厚度时的谐振长度的变化情况.(?)过标度模型力法,可望将结果运用到短毫米和亚毫米波段.     

低副瓣膜片加载方形棱锥喇叭天线设计

为了降低方形棱锥喇叭天线的E面方向图副瓣电平,该文对具有相同外形尺寸、不同加载方式的方形棱锥喇叭天线进行建模分析.采用基于有限元法的电磁软件,对传统无加载、金属四脊加载、金属膜片非周期阵列对称加载三种方形棱锥喇叭天线的回波损耗、方向图及隔离度仿真特性进行比较分析.研制了中心频率为12 GHz的膜片阵列加载方形棱锥喇叭天线,该天线在10～14 GHz频带上的方向性系数大于14 dB,E面方向图第一副瓣电平比主瓣低17 dB以上,双正交线极化隔离度及工作主模与其它模式的模式隔离度均高于40 dB.仿真和实测结果证明了膜片加载方法对于改善方形棱锥喇叭天线副瓣电平特性的有效性.     

介质圆锥对数螺旋天线特性的理论研究

采用有限元-边界积分方程方法(FE-BI)分析了不同结构参量对介质体上的圆锥对数螺旋天线性能的影响。首先对比了同样结构和工作频率下介质圆锥对数螺旋天线与普通圆锥螺旋天线方向图的差异, 然后分析了圆锥参量和螺旋参量对介质圆锥天线的影响, 最后在给定的介质参量下, 仿真得出辐射特性较好的螺旋天线结构参量。     

基于缝隙的射频识别标签天线设计

为了将缝隙天线应用于射频识别标签中,提出了一种新的设计标签用缝隙天线的方法.基于互补天线的阻抗关系式,由待设计缝隙天线的阻抗推算出互补电振子的阻抗,得到电振子的几何结构,设计出两款(偶对称和奇对称)超高频段(UHF)射频识别标签用缝隙天线.通过仿真给出了所设计天线的阻抗、反射系数(S11)随频率变化的曲线和辐射方向图,制作了相应的实物天线.设计、仿真与测试结果表明,整个设计过程简洁、清晰,设计效率较高,奇对称弯折缝隙天线的性能优于偶对称天线,仿真与测试结果吻合得较好.     

多用户大规模 MIMO 系统中能效的研究

针对多用户下行大规模多输入多输出（multiple input multiple output ,MIMO）无线通信系统,提出一种基于能效的联合优化方案。该方案在采用同时考虑发射功耗和电路功耗的功耗模型以及迫零（zero forcing ,ZF）预编码的情况下,推导出天线数、天线子集以及发射功率与系统能效之间的关系式,从而建立联合优化天线数,天线子集和发射功率的能效优化模型,并提出一种新的迭代搜索算法来求解此模型。该迭代算法首先对天线数进行遍历,当天线数确定后,采用基于信道矩阵范数的天线选择算法进行天线子集的选取,随后利用凸优化理论来调整发射功率,不仅提高了系统能效而且降低了算法复杂度。仿真结果表明,与使用全部天线和只考虑天线数的方案相比,所提联合优化方案的能效有明显的提高。