基于迂回相位和几何相位复合的散射调控超表面

提出了一种基于迂回相位和几何相位复合的电磁散射调控超表面设计方法,以实现不同入射角下对电磁波的独立调控.作为设计实例,采用能够实现宽带极化转换的开口谐振环(SRR)作为超表面结构单元,通过移动和旋转SRR同时引入迂回相位和几何相位,构成超表面反射相位设计方案.当电磁波垂直入射到超表面时,几何相位设计使得散射波分裂为两束...     

人工电磁超材料的电磁波调控特性

人工电磁超材料具有自然界材料所不具备的电磁参数,并且拥有可设计性和可灵活调节性质,可实现对电磁波传播性能进行新的调控,是近年来的研究热点.本文介绍了一系列运用人工电磁超材料调控电磁波传播的功能器件,包括非对称电磁波传输器件、可调节电磁波吸波结构、电磁波极化调制器件,磁性光子晶体、磁性左手材料和基于超导薄膜的太赫兹人工电磁超材料,这些器件运用人工超材料的特殊物理特性和参数可设计性,具有全新的功能和优势,有效提高了对电磁波的调控能力.     

煤矿井巷多径电波接收信号特性分析

为得到电磁波在煤矿井巷的传播特性,分析了矩形空直井巷内电磁波的多径传播规律。在帐篷定理模型基础上,推导出接收信号入射角求解公式及接收功率计算公式。仿真分析结果显示:载波频率从1 Hz增加到5 GHz时,信号损耗先增加后减小;通信距离增加导致接收功率衰减变大,且垂直极化波的衰减大于水平极化波;载波频率越低,时延扩展越大;通信距离增加导致时延扩展变大,且垂直极化波的时延扩展比水平极化波小。     

反射式极化变焦人工电磁表面的设计

设计一种各向异性人工电磁表面,其反射聚焦可根据入射电磁波极化状态加以调节.依据广义菲涅耳定律,选择拥有两个自由度的金属+介质+金属的耶路撒冷十字结构,实现对垂直入射的线性极化平面电磁波全反射,并对不同极化电磁波的反射相位可以独立调控.根据经典光学成像理论,获得不同焦距不同极化态的反射电磁波相位分布,进而确定每个亚波长单元的尺寸,构造极化变焦人工电磁表面.CST微波波段仿真结果同理论分析相吻合,同时该设计方法还可推广到太赫兹波段,甚至光波波段.     

极化反射人工电磁表面

针对以往的人工电磁表面器件只能实现一种电磁功能的现象,提出一种可以根据电磁波极化方向改变其反射方向的人工电磁表面.依据广义菲涅尔反射定律,通过选择x和y方向上的相位梯度分布,电磁波在两个方向反射角可任意调节.以具有两个参数可调的矩形三明治结构为基本单元,基于数值拟合的方法合理选择单元尺寸,搭建6周期和12周期的极化反射人工电磁表面,CST仿真表明,该人工电磁表面系统对x极化和y极化入射的电磁波其反射方向完全相反,并且其反射角可以通过改变周期进行灵活调节,仿真结果和理论分析相吻合.该方法设计的极化反射人工电磁表面器件与传统的极化反射器件相比具有设计简单、体积小、成本低等优势.     

多层薄膜结构实现各向异性及其电磁极化转换性能分析

基于等效介质理论,采用多层薄膜周期结构实现材料的各向异性,并分析了这种多层周期结构在不同薄膜取向情况下的等效电磁参数,研究了该结构的电磁波传输性能,通过理论分析和基于有限元方法的全波电磁仿真后发现,在不考虑损耗的情况下,通过调节电磁波的入射面,垂直入射的TE波可以被该结构转换为TM波,这一结果说明该结构具有良好的极化转换特性,为新型电磁极化调控材料的研究提供了一条新的途径.     

电磁波极化特性的MATLAB仿真

基于电磁理论的基本知识,应用MATLAB仿真直线极化波、圆极化波和椭圆极化波的电磁波极化特性,研究结论为电磁波极化现象的理解提供新的手段.     

对斜入射平面波反射与透射现象的研究

介绍了平面电磁波的斜入射．推证了垂直极化波和水平极化波的反射系数和透射系数介质参数的关系式．讨论了全反射现象及其发生条件．     

一种带有透波窗口的宽带RCS缩减超表面设计

超表面在调控电磁波的极化、幅值和相位等方面具有极大的优势。针对天线带外低散射的现实需求,通过复合极化旋转超表面和频率选择表面,调节极化旋转单元的响应厚度,实现了兼具高效极化旋转反射和同极化透波窗口的超表面设计。利用几何相位仅对交叉极化波有响应的特性,进一步通过棋盘阵列排布,在透波窗口的两侧实现低散射特性,其中透波带10.0~11.0 GHz插损低于1 dB;在4.5~7.5 GHz和12.0~17.0 GHz频带内实现低散射特性,RCS缩减接近10 dB。仿真和实验结果表明：文中所提出的超表面设计方法和架构具有宽带的RCS缩减特性和低插损透波特性,在隐身天线罩中具有潜在的应用价值。     

基于平行金属线的太赫兹准全向超材料吸波体

该文基于平行金属线设计了一种具有准全向吸波特性的太赫兹超材料吸波体,其准全向吸波特性是通过提高超材料的结构对称性实现的.理论和仿真结果表明:随着超材料结构对称性的提高,超材料吸波体的极化敏感度逐渐降低直至达到任意极化吸波.仿真的不同入射角下的吸收率与表面电流分布表明:平行于介质基板的磁场分量在平行金属线之间激发的反向平行电流导致了结构的电磁谐振,因而在极宽的入射角下该超材料吸波体仍能对电磁波进行高效吸收.提取的等效阻抗实部表明:可以通过调节基板两侧金属线的尺寸,来实现吸收频率处超材料吸波体一侧与自由空间近似阻抗匹配,另一侧与自由空间阻抗不匹配,从而使得反射和传输同时最小、吸收最高.仿真的能量损耗分布表明:该吸波体的强吸收主要源于基板的介质损耗.该太赫兹吸波体可能在爆炸物探测和材料识别等领域具有广泛的应用.     

双λ/4波片复合的特性分析

为了得出双λ/4波片复合后的综合偏振特性,利用Stokes矢量和Muller矩阵从理论上分析了线偏振光通过双λ/4波片后出射光的偏振态.结果表明：调整第一只λ/4波片快轴与入射线偏振光光矢量的夹角以及两只λ/4波片快轴之夹角,可以获得不同的偏振态,即：出射光可为线偏振光、圆偏振光或椭圆偏振光,且各夹角不同,出射光的态势及旋性就不同,调整其中某个角度,能够实现偏振光状态的转换.     

新型变形开口方环频率选择表面圆极化器的分析与仿真

基于开口方形环频率选择表面(FSS),设计一款新型圆极化器,将线极化波转换为圆极化波.在圆极化器中加入串联双H型耦合枝节,利用有限元仿真软件Ansoft HFSS对圆极化器参数进行仿真和优化.结果表明:3 dB轴比的圆极化器带宽达到25.6%,其中,870~1 080 MHz频带内轴比都小于2 dB,S_2,1都维持在-1.7 dB以上,圆极化器对馈源天线几乎不存在影响;相比于传统圆极化器,设计的圆极化器具有工作频带宽、结构层数少、模型简单及性能稳定等优点.     

复合相位调控的单层双功能反射型超表面

基于传输相位与Pancharatnam-Berry（PB）相位的复合相位调控机制，采用单层介质结构，提出了一种单一圆极化（circularly polarized, CP）波入射和在反射的正交双极化信道条件下实现两种独立功能的双功能超表面。推导分析了传输相位与PB相位对同极化与交叉极化反射分量的相位调控机理，并提出了实现同时调控两种分量的单元设计要求。针对单元旋转造成的PB相位失真，提出了一种加载空心圆形贴片的单元改进模型，确保了相位的稳定性。通过精确调控两极化分量的波束空间相位分布，在单圆极化电磁波入射条件下，该超表面可利用两正交极化信道同时实现两种不同功能。仿真和测试结果表明，在右旋圆极化（right handed circularly polarized,RHCP）电磁波入射下，在13~15 GHz工作频段内，所设计的双功能超表面可在同极化反射信道获得携带轨道角动量（orbital angular momentum,OAM）的偏折涡旋波束，在交叉极化反射信道获得偏折笔形波束。该设计具有结构简单、加工成本低等优点，为实现圆极化信道复用与多功能集成提供了新的思路。     

鼻咽癌细胞后向偏振散射光谱研究

基于偏振门技术建立了一套后向偏振散射光谱测量系统。在系统中,入射光被调制成线偏振光,聚焦于样品表面,测量后向散射光中平行和垂直分量的差分光谱,再由测量值计算出偏振度光谱。并将该系统初步应用于区别不同时期的鼻咽癌细胞。结果表明:常规的光谱技术很难分辩出癌变过程中不同时期的鼻咽癌细胞,而后向偏振散射光谱术可以探测到显著差异。这可能为鼻咽癌的检测与研究提供一种新手段。     

连续和脉冲偏振光在胆甾型液晶中的传播特性

研究了连续线偏振光在胆甾型液晶中传播时偏振态的变化，推导出描述其变化的解析表达式．当脉冲宽度短于１０－（１４）ｓ的超短偏振光脉冲通过足够长的胆甾型液晶后，其主频谱的半宽度受到压缩，并且傍带幅度受到明显的压制．     

偏振光衍射现象中的光强变化研究

研究了线偏振光的单缝衍射现象,发现线偏振光的衍射光强分布受偏振方向与狭缝间相对取向的制约.发现起偏方向平行于狭缝时,衍射零级光强最大,起偏方向垂直于狭缝时,衍射零级光强最小,拟合出了光强随相对偏振化方向变化的I-φ函数分布曲线及光强分布图像,分析讨论了可能影响I-φ(线偏振光的衍射光强分布随偏振方向与狭缝间相对夹角变化)分布的一些因素.为进一步研究光与物质相互作用的机理提供一定的实验数据和线索.     

层状取向铁纤维吸波特性

对多层具有各向异性电磁参数取向纤维板建立了传输矩阵方程 .依据电磁场理论推导出了求解不同入射极化波时反射系数公式 .该式可用于研究宽频带内任意层数和任意取向层状板的反射与吸波特性 .对 1 6层取向铁纤维板的反射系数进行了计算 ,结果表明反射波呈椭圆极化态 ,讨论了入射波的极化角及纤维取向对反射系数的影响 .     

圆极化十字交叉振子馈源设计与实现

由于圆极化天线不需要复杂的跟踪系统就可获得较好的极化匹配,现代许多卫星和地面的点到点通信为了在链路预算中使极化效率最大化,都使用了圆极化电波来传输.笔者对线性天线的自阻抗进行了分析,给出了十字交叉振子圆极化馈源的有效设计方法,采用一种开槽的单馈线激励十字交叉振子,并给出了适用设计的曲线.且采用电磁场仿真软件HFSS,计算了振子圆极化馈源的增益和圆极化轴比,仿真结果表明设计实用、可行.     

扭转椭圆双折射光纤的Mueller矩阵

导出由光纤双折射参数、扭转速率表达的扭转椭圆双折射光纤的Mueller矩阵。Mueller矩阵具有实二重简并的本征值１，求得对应的本征矢即扭转椭圆双折射光纤本征偏振态的Ｓtokes矢量。偏振方向沿光纤特征方向的线偏振光输入，将得到偏振方向不同的线偏振光输出。还讨论了扭转椭圆双折射光纤的椭圆偏振器等效等问题。     

12GHz 高增益径向缝天线

研究了用于接收卫星直播电视的径向缝平面天线的分析和设计方法，以及该天线在Ｋｕ波段能够辐射线极化锐方向性波束。给出了旋转对称行波激励实现线极化的缝排列的方法。