基于基尔霍夫积分的近远场变换的改进

改进了 FDTD中基于 Kirchhoff积分的近远场变换。它的优点在于实现简单 ,计算某一远场分量只用到与之相同的近场分量 ,既能计算远场又能计算近场 ,可以大大缩减 FDTD计算空间。同时将每一时间步的近场对远区的贡献分别计算 ,避免了存储积分面上上一时间步近场值的内存开销 ,近远场变换得到了进一步简化。计算结果表明 ,这种变换方法非常准确。

加脊双带线的特性阻抗

本文用时域有限差分 (FDTD)法计算了零厚度和有限厚度双带线的特性阻抗。通过与微带线设计公式的结果比较说明FDTD计算特性阻抗是准确的。在此基础上计算了加脊双带线的特性阻抗与设计尺寸的关系 ,提供了设计曲线 ,并归纳出满足工程计算精度要求的综合设计近似公式。

利用人皮肤模型评价杀菌类农药的腐蚀/刺激性

建立人皮肤模型检测杀菌类农药的腐蚀/刺激性,探讨体外皮肤模型替代农药的动物皮肤安全性评价实验的可行性和影响因素。使用人皮肤成纤维细胞与鼠尾胶原混合培养模拟真皮层,在真皮层上接种人角化细胞,经气液培养形成表皮层。通过细胞活性和细胞因子测定鉴别化合物的腐蚀/刺激性,并比较体外皮肤模型和动物测试结果的一致性。结果表明,皮肤模型对十种农药的腐蚀性测试中,与动物安全评价测试结果完全一致。在刺激性试验中,细胞因子白介素-1a(IL-1a)作为检测终点提高了体外皮肤模型的灵敏性和准确性,人皮肤模型和动物测试结果的一致性达到80%。研究表明,构建的人皮肤模型在对杀菌类农药腐蚀/刺激性测试中初步表现出较好的性能,作为动物替代方法进行农药品安全性评价具有良好的应用前景。

高功率全固态微波纳秒级脉冲源的设计与应用

基于雪崩三极管雪崩效应,研制出了一种数千伏、纳秒级脉冲源。其为全固态微波PCB电路结构形式,利用数字电路产生可控重频触发信号,脉冲全底宽度400ps～2ns可调,重频1k～1000kHz可调,脉冲幅度360～2600V可调,峰值功率可达135kW。详细讲述了电路设计、器件选择以及重要电路结构。针对高压窄脉冲引起的特殊问题,提出了新颖的欠电荷充电法以及有效的梳状PCB(印刷电路板)结构。电路性能优良、稳定可靠,已投入超宽带目标探测实验系统应用。

全固态高稳定度纳秒脉冲源的相干合成技术

单个子源的稳定度指标是多源相干合成技术的关键。文章首先对脉冲源稳定度指标进行了定义，并指出全固态纳秒脉冲源具有较高的稳定度指标，在相干合成中具有潜在优势。对脉冲时基抖动、波形抖动机理进行了深入分析，给出了高稳定度子源设计的关键技术途径，采用过触发、欠容量等具体改善方案，有效提高了子源的时基稳定度和波形稳定度，单个子源脉宽抖动小于等于1％，峰值抖动小于等于1％，单次短时抖动小于等于20ps，长时漂移小于等于100ps／min。最终成功实现了256单元的16×16路电路-空间综合合成，研制出30MW全固态高稳定度多路相干合成纳秒脉冲源，脉冲源16路输出端口最大时基离散度小于30ps，合成峰值电压抖动小于1％，合成峰值电压效率可达到90％～95％。

UWB冲激雷达全固态高重频脉冲源设计

超宽带（UWB）冲激雷达中脉冲源的峰值功率和重复频率是其主要指标，通常，气体开关源和油开关源拥有很高的峰值功率，但其稳定度指标很差，最大重频较低；全固态源拥有很好的稳定度指标和较高的重频，但其峰值功率较低。前期工作中利用相干合成技术对提高雪崩管全固态源脉冲源峰值功率进行了研究。在此基础上，本文利用相干合成技术对进一步提高雪崩管固态脉冲源的重频进行了研究，指出了脉冲源单元的高稳定度是合成的基础，分析了电路合成与空间合成两种相干合成的方式。最后，根据需要研制出了32单元的4路电路合成和8路空间合成的脉冲源，峰值功率0．2MW，重频可达300kHz，其脉宽抖动与峰值抖动均小于1％，峰值功率合成效率可达90％-95％．

同轴高功率超宽带功分器研究

运用同轴结构,研制出高功率超宽带功分器,采取先阻抗变换,再功分的形式,以简化机械加工难度。运用高频仿真软件进行仿真分析,研制出一分为二和一分为四的功分器,再组合成为一分为八的功分器,高压实验表明该功分器能耐高压,驻波测试表明阻抗匹配较好,从测量的传输参数可以看出输出各端口幅度一致性较好。证明了该高功率超宽带功分器可以用作实际的高功率天线阵列。

斜入射到非磁化等离子体的电磁波的吸收

研究了不均匀非磁化等离子体片的目标隐身。给出了用WKB方法计算以任意角入射的电磁波在不均匀等离子体中的衰减。等离子体密度采用抛物线模型,计算了电磁波等离子体中的衰减与等离子体碰撞频率、电磁波频率、等离子体最大密度、电磁波入射角的关系。提出了隐身等离子体共振吸收的新概念。并对计算结果进行了讨论。

基于FDTD的1-D和2-D PGB结构的研究

用FDTD数值方法研究了用于微带传输线的 1 D和 2 D的PBG(PhotonicBand Gap)光子带隙结构 .并且制作了不同PGB结构的电路用于实验 ,以比较计算结果和实验结果 .详细分析了PGB结构的周期的大小和个数、单元的尺寸和形状等方面对其形成的阻带的影响 。

FDTD分析时域平面TEM喇叭天线阵

运用FDTD对时域天线阵进行仿真分析,并在外场进行测量研究。结果表明:阵列可以提高增益,增强方向性,该阵列天线适合于用作实际的超宽带雷达天线阵。

超宽带时域天线阵列延时控制扫描实验

超宽带(UWB)冲激雷达目标探测中时域天线阵列波束延时控制扫描是通过天线阵列单元间精确的延时控制实现的。在介绍UWB时域波束延时控制扫描原理的基础上,研制了用于UWB天线时域波束扫描的延时控制器,其延时步进为50 ps,延时精度可达10 ps。利用该延时控制器对单元间距42 cm的4单元UWB天线阵列H面方向进行了单元间延时控制波束扫描测量,扫描步进角度小于2°。结果显示,在0°,10°,20°和30°扫描时,实际扫描角度分别为-0.5°,10.5°,20°和29.5°,与理论计算值之间误差小于1°。

一种节省内存的降维时域有限差分法及其在散射计算中的应用

介绍一种节省内存的降维时域有限差分方法 (R FDTD) ,该方法理论上可节省约 33%的场分量存贮量。本文首次把R FDTD用于散射计算 ,提出了一种更为简单直观的新的导体处理方法 ,并阐明R FDTD中连接边界、吸收边界和近 远场变换的实现方法。以TE波入射时二维柱体散射为例的计算结果表明 ,R FDTD在节省约33%内存的基础上 。

高功率冲激雷达反隐身机理研究

研究了高功率冲激雷达的反隐身机理。主要从高功率冲激雷达具有的高功率、窄脉冲两个方面,分析对比了高功率冲激雷达与常规雷达在探测隐身飞行器能力的差异。实验结果表明,高功率冲激雷达有优越的反隐身能力,通过进一步的研究完全可以实现实用的反隐身高功率冲激雷达系统。

基于EBG结构吸波材料在螺旋天线阵中的应用

研究了基于EBG结构的超薄吸波材料在螺旋天线阵RCS缩减中的应用。通过采取在EBG贴片之间加载集总电阻的方式实现吸波材料,并将螺旋天线阵金属底面用EBG吸波材料代替,以期实现了天线阵工作频带内RCS减缩的目标。实验结果表明,在EBGRAM的吸收频段内该吸波材料能有效缩减螺旋天线阵的RCS,同时保持天线单元辐射性能,仅前向增益有所下降。

高功率UWB天线阵及其在外场探测中的应用

运用切割式巴仑实现高功率超宽带天线的平衡馈电,并用FDTD进行仿真分析。研制出2×4元高功率天线阵,测量结果显示该天线阵能耐250kV以上高压,工作带宽达6个倍频(200～12 000MHz),具有较好的脉冲波形保真性。利用所研制的天线阵列建立外场探测实验系统,在外场进行目标探测试验。结果表明该天线阵可以用于实际的超宽带雷达发射天线阵,为高功率源在雷达探测中的应用作出了初步探索。

强电磁脉冲信号激励下复杂目标的散射

用时域有限差分法仿真了某飞行器缩比模型及该模型涂敷雷达吸波材料的散射特性,得到了鼻锥方向、侧向和后向ns级脉冲激励下模型的时域响应和频域雷达散射截面;并在外场用ns级脉冲源进行了该金属模型的探测实验。仿真与外场实验结果均得到了模型的鼻锥方向回波幅度最小,侧向最大;鼻锥方向回波脉宽最宽,侧向最窄的结论。研究结果表明:外形隐身和材料隐身对ns或亚ns级窄脉冲的隐身效果不明显,ns或亚ns级窄脉冲能发现和识别隐身目标。

基于AMC的吸波材料及其在微带天线中的应用

研究了基于AMC结构的吸波材料在微带天线RCS减缩中的应用。给出了基于AMC结构吸波材料的表面阻抗的计算公式,并实际加工了吸波材料样品,分析了反射相位与表面反射系数之间的关系。将这种超薄AMC吸波材料应用于微带天线,实验结果表明:微带天线RCS得到有效降低,同时天线辐射性能得到保持,仅前向增益下降了0.9 dB。

一维FSS电磁散射宽带特性的快速计算

基于渐近波形估计 (AWE)技术和矩量法 (MOM ) ,快速分析了一维频率选择表面 (FSS)的宽带电磁散射特性。首先采用MOM法将平面波照射下FSS的电场积分方程 (EFIE)转化为关于感应电流的矩阵方程 ,并由该方程确定频率导数矩阵方程(MEFD) ;再在所考虑的频带内的某一给定频率处求解MEFD ,得到给定频率处的频率导数感应电流 ;最后根据Pade逼近理论由给定频率处的频率导数感应电流确定周期性结构在任意频率入射波照射下的感应电流。根据FSS上的感应电流及谱域Flo quet谐波模计算FSS的电磁散射宽带特性。计算结果表明 ,AWE能有效逼近MOM逐点扫描计算的结果 ,同时在计算速度上可加快十几倍。

UWS脉冲雷达回波低信杂比识别检测算法研究

UWS脉冲雷达属于全新体制的雷达系统,低信杂比信号检测是系统关键性技术之一。现有雷达采用的相关检测理论,不适于UWS脉冲雷达系统。通过对脉冲雷达接收信号的时域特征分析,提出波形特征矢量提取及双门限识别检测理论,给出了详细的理论分析和实际算法的实验效果。基于识别检测思想,将信号检测与特征识别进行有机结合,有效减少了数据处理步骤,对于波形保真、快速处理等具有较大优势,为远距离UWS脉冲雷达的工程化实现提供了一定的理论基础。

导弹天线罩电性能测试系统集成与实现

为满足导弹天线罩电性能测试的需要,设计了一套功能强大的自动测试系统;在硬件方面采用了分布式、多通道的搭建形式,而在软件方面则使用了Visual Basic和Measurement Studio语言并采用模块化、层次化的软件集成方式.提高了软件的可维护性,缩短了开发周期;该系统实现了在0.1～40GHz频带下,使用比幅、比相、寻零等多种方法,对导弹天线罩的数个电性能参数进行高精度测试,并同时进行效据的处理、分析与显示;该系统丰富的功能为导弹天线罩电性能测试提供了强大的测试平台。