一种宽带高隔离度SPDT开关的设计与实现

采用多个P IN管设计并制作了一种串/并联结构的宽带高隔离度微带单刀双掷(s ing le po le doub le throw,SPDT)开关.首先建立了所用型号的P IN管开路、短路的等效电路模型;然后借助于CAD软件Serenade进行了电路仿真和参数优化,得到了很好的仿真结果;最后设计出电路制版图并制作了经济实用的微带开关,经过实验测量达到了技术指标要求.

动目标雷达散射截面的建模研究

针对目标运动过程中的姿态扰动对动态雷达散射截面(RCS)的影响,提出了一种新的动目标RCS仿真方法。首先,对目标进行精确几何建模,并计算了目标局部空域的静态RCS数据;然后,根据航迹解算了雷达视线角信息,基于线性插值法获得了动态RCS的初步仿真值,采用正态分布的随机数修正了动态RCS的初步仿真值;最后,比较了实测结果和仿真结果的起伏统计特性。结果表明:仿真修正值与实测值的幅度起伏特性吻合得相当好,从而验证了所提出的动态RCS仿真方法的准确性。研究成果可为雷达系统仿真提供精确回波模拟。

用MoM－CGM－FFT分析二维电磁散射问题

本文提出一种ＭｏＭ－ＣＧＭ－ＦＦＴ（矩量法－共轭梯度法－快速富立叶变换）的混合技术来分析任意截面和非均匀介质柱的做射问题。该方法是以等效电流作为未知函数进行求解。该方法适应世广，是一种求解电磁散射问题的简单途径。由于应用了ＣＧＭ－ＦＦＴ技术，降低了所需计算机内存和ＣＰＵ时间，可以有效地处理电子尺寸的柱体散射和非均匀介质柱的散射，本文给出的数据和准确结果相比较，吻合好。

通用的雷达目标RCS统计建模方法

针对传统的雷达目标RCS起伏统计模型都是基于厘米波频段RCS建立的问题,提出了一种更为通用的基于混合正态分布的RCS统计建模方法。对典型隐身飞机的仿真数据和某型教练机的实测数据进行统计分析,拟合优度检验结果表明:混合正态分布在米波频段和厘米波频段均能实现最佳的拟合优度。研究成果可用于拓展雷达检测理论,为雷达总体设计提供理论支撑。

二维复杂目标电磁散射的计算机仿真

采用点线模型法建立二维复杂目标的几何模型 ,运用 Mo M- CGM- FFT相结合的混合技术 ,结合可视化编程技术 ,形成“二维复杂目标的电磁极化散射的建模与仿真”软件。这使得几何模型的建立和仿真的速度有了很大地提高 ,大大降低了内存需求和仿真时间。最后运用该软件对一个复合柱体进行了仿真 。

介质柱电磁极化散射的计算和分析

本文首次给出柱形体的一种有价值的极化散射矩阵 Ss定义 ,Ss具有六个自由度 ,它包含了柱形体散射的所有信息 ,并给出计算平行极化 RCS的垂直极化 RCS等公式。从 Ss也易于导出线极化基极化散射矩阵 Sl 和圆极化基极化散射矩阵 Sc等。在此基础上本文将 Mo M- CGM- FFT混合技术扩展用于分析任意截面的非均匀介质柱的电磁极化散射问题。由于该混合技术的应用 ,大大降低了所需计算机内存和 CPU时间 ,提高了计算效率。本文以介质板柱体的极化散射为例进行了计算 ,所得结果与理论结果以及其它文献中的精确结果进行比较 ,吻合很好。并在此基础上对柱形体的极化散射进行了分析 ,得出几个一般性结论。

MoM结合电路匹配法分析新型宽带印刷振子

将伞形印刷振子天线等效为线振子 ,用矩量法进行了分析 ,求得了天线的输入阻抗和 E面、H面方向图 ,在此基础上对天线的馈电巴伦和匹配电路进行了一体化优化设计。实验结果表明 :所设计的伞形印刷振子天线匹配良好 ,带宽达 2 2 .2 2 % ,比已有文献结果要宽得多 ,从而证明了本文分析方法的正确性 。

柱形体电磁极化散射矩阵的定义

给出了柱形体的一种有价值的极化散射矩阵的定义 ( Ss) ,Ss具有 6个自由度 ,它包含了柱形体散射的所有信息 ,利用它可以很容易地定义和计算平行极化 RCS与垂直极化 RCS等 ,也很容易推导出线极化基极化散射矩阵 Sl 和圆极化基极化散射矩阵 Sc等。作为 Ss的应用 ,还提出了基于柱形体的几种 RCS定义。

隐身目标的双基地雷达探测技术

以F-117A作为典型的隐身目标,提出一种计算隐身目标双基地雷达探测区域的新方法。通过对指定的雷达警戒区域进行网格剖分,在不同的网格节点位置计算隐身目标的双站雷达散射截面,由双基地雷达方程出发,从能量角度得到雷达探测判定不等式,计算目标的雷达探测区域。给出了应用该方法的具体步骤,通过仿真实验证明了该算法的可行性。

典型隐身飞机动态RCS仿真及统计分析

非合作目标的动态RCS数据难以通过外场测量获取,电磁仿真计算成为了获取其电磁动态特性的有效途径。基于全空域静态RCS数据库和空气动力学原理对典型隐身飞机的动态RCS进行了仿真,并采用姿态抖动模型修正了姿态角,使动态数据更加贴近实际情况。其次,分别采用卡方分布、对数正态分布和威布尔分布对动态RCS进行统计建模,非参数检验结果表明对数正态分布在不同频率、不同极化均能获得最佳拟合效果,体现出其在描述动态RCS起伏特性方面具有通用性。研究成果可为实现雷达回波的快速精确仿真提供依据。

典型隐身飞机动态RCS时间序列研究

定义和推导了目标机体坐标系与地面雷达坐标系之间的坐标转换关系式,得到了雷达视线在目标坐标系中的方位角和高低角。通过软件FEKO对典型隐身飞机目标F-22进行建模,计算得到了目标全空域的静态RCS值,并利用Matlab仿真分析了动态目标的RCS特性变化。仿真结果表明:不同飞行高度以及不同的航路捷径均可以影响机动目标的RCS序列,且当目标作适当的俯仰机动后,可以减小目标RCS值,给隐身飞机设计飞行航线模拟主动进攻提供仿真依据。

新型树状分形天线多频特性分析

提出了一种新型树状分形天线结构。通过对叶脉进行模拟,天线具有良好的多频特性,二阶分形天线可以在3个频带内良好工作。给出了天线回波损耗、方向图结果。对各阶分形天线进行了加工与测试,仿真结果与测试结果基本吻合,为多频天线的设计提供了新的思路。

基于梯度超表面的反射型线-圆极化转换器设计

本文设计了同时具有线-圆极化转换和出射波偏折功能的反射型极化转换器通过六个不同结构参数的改进型十字结构四分之一波片组成一维相位梯度超表面,将此超表面分别在x和y方向进行周期排布,设计了极化转换器.通过理论分析、仿真计算和实验测试,验证了该极化转换器在13.8-14.7 GHz频带内实现了高效线一圆极化转换和奇异反射.仿真并测试了镜面反射率、反射功率密度谱和轴比特性,仿真结果和测试结果的一致性良好,结果表明该极化转换器在13.8-14.7 GHz频带内的镜面反射率小于-10 dB,轴比小于2 dB,而且反射波的偏折方向与理论分析相一致.

高功率微波条件下的无源互调问题综述

由于高功率微波(HPM)武器的应用和电子系统的复杂化,无源互调(PIM)问题变得日益突出。本文介绍了PIM问题的由来、发展概况,以及存在的问题,并且对无源互调产物(PIMP)的效应、预测和测量作了详细的论述。

再入段等离子体对弹头RCS的影响研究

在分析等离子体对电磁波衰减机理的基础上,研究了再入段弹头周围包覆等离子体对雷达散射截面(Radar Cross Section,RCS)的影响。推导计算了再入段等离子体参数,借助电磁仿真软件FEKO,利用快速多极子与物理光学法相结合的方法对等离子体参数影响目标RCS的情况进行了实验仿真。仿真结果表明,再入段弹头包覆一定厚度的等离子体时RCS值比没有包覆等离子体的RCS值有所降低,给反导系统目标探测与弹道导弹突防带来一定的影响。

运动特征对飞机动态RCS分布特性的影响分析

为了研究不同航路捷径和高度对飞机动态RCS的影响,并能找到描述其分布特性的通用起伏模型,对飞机动态RCS进行了统计分析。首先采用准静态法仿真计算了飞机在不同航路捷径和不同高度时的动态RCS,分析了运动特征对飞机动态RCS的影响;其次用3种经典起伏模型对动态RCS拟合建模,并通过Kolmogorov-Smirnov检验比较了统计建模结果的差异,得出对数正态分布在描述动态RCS起伏特性方面具有通用性的结论。研究成果对于非合作目标的预警探测有重要意义,为雷达总体性能的提升提供理论依据。

单基地雷达对隐身目标探测范围的研究

通过分析典型隐身目标的单站雷达散射截面,提出一种计算隐身目标雷达探测区域的新方法,由单基地雷达方程出发,从能量角度得到雷达探测判定不等式;采用一种新的雷达探测区域仿真计算的网格剖分方法,给出隐身目标探测范围的仿真计算流程。仿真计算了不同频段单基雷达对隐身目标的探测范围,验证了该方法的可行性。

一种新型曲折臂阿基米德螺旋天线

提出了一种新型曲折臂阿基米德螺旋天线结构——正弦波曲折臂阿基米德螺旋天线。在阿基米德螺旋线中加入正弦波可以在螺旋线半径一定的情况下更好地延长天线臂的电长度,提高天线的小型化程度,并有助于保持传统阿基米德螺旋天线优良的辐射特性。仿真和测量结果表明:在2 GHz～10 GHz的频率范围内,与传统的阿基米德螺旋天线相比,正弦波曲折臂阿基米德螺旋天线口径面积减少了47%。

一种宽带圆形缝隙天线的设计

在传统结构微带缝隙天线的基础上,设计了一种采用叉状馈电结构的宽带微带圆形缝隙天线。通过调整馈电结构中主、侧臂的尺寸可以获得较好的匹配。经过仿真和实验测试,该结构的宽缝天线工作于2 GHz时,匹配带宽达到了32.5%(VSWR<1.5)。

单层高效透射型相位梯度超表面的设计及实验验证

本文设计了一种单层高效透射型相位梯度超表面,并通过仿真和实验进行了验证.在圆极化波入射条件下,超表面单元的交叉极化转化率大于90%的频带范围为14-15.8 GHz.通过对单元的面内旋转可实现在保持高交叉极化透射幅度的前提下对交叉极化透射相位进行调控.基于6个旋转步进为300的超表面单元周期排布设计了一维相位梯度超表面,该超表面对左/右旋圆极化波分别形成方向相反的相位梯度,因此线极化波经过超表面后将会分离成两束对称传播的圆极化波15 GHz处的近场电场分布和远场归一化透射能量方向图的仿真结果表明,奇异透射角仿真值为33.50,与理论设计值(33.75°)符合得很好.仿真并测试了透射功率密度谱,结果表明在14.9-15.3GHz频带范围内垂直入射的线极化波被高效分离成两束圆极化波.相比于以往的透射型极化调制超表面,该超表面具有工作效率高、厚度薄、重量轻等优点,在电磁波传播和极化操控领域具有重要的应用价值.