电磁频谱空间应用及发展趋势综述

近年来,电磁频谱空间已逐步发展成为大国博弈的必争领域,成为国家的战略稀缺资源。在民用电磁频谱领域,电磁频谱拥挤、应用业务激增,在宽带频谱监测、频谱安全、频谱大数据及智能化应用方面面临着巨大挑战;军用电磁频谱博弈对抗愈加激烈,电磁频谱感知、监测及影响效应评估面临感知手段有限、频谱管控和协同应用能力不足等难题。该文首先回顾了典型电磁频谱应用现状、面临的挑战及国外发展趋势。然后,分析了国内电磁频谱空间总体设计和规划管理、典型工程实践和关键技术突破情况。最后,给出了我国电磁频谱空间应用的发展思路。

装配式混凝土建筑产业链关键节点及产业发展驱动力研究

针对我国建筑装配式建筑住宅产业化发展问题,通过构建装配式建筑产业链结构模型,分析了产业链运行机制;运用博弈论方法,阐明了产业链存在PC构件生产和装配式建筑产品销售两个关键节点。研究还发现,政府对产业链内部和外部的干预对产业链发展具有驱动作用,能够促进预制构件厂发展,维持产业链运营稳定,提高装配式建筑产品市场竞争力。最后,还根据关键节点的特点及其上下游关系和产业链的驱动原理,从内部管理和外部完善装配式建筑产业链提出了建设性的意见,对促进装配式建筑产业的发展具有深远的意义。

突变结构的复合腔高频场研究

从模式场匹配理论出发系统地研究了回旋管中过渡段突变这一类复合腔的高频场结构，并考虑了ＴＭ型寄生模式的影响．研究了诸多因素的变化对谐振频率。

渐变结构复合腔研究

用模式耦合理论导出了渐变复合腔中高频驻波场幅值纵向分布的普适方程，并首次考虑了ＴＭ型寄生模式的影响。对工作模式对ＴＥ（６１）／ＴＥ（６２）的８ｍｍ渐变复合腔在不同尺寸下进行了多种计算，并与忽略ＴＭ寄生模的计算结果加以比较。

四维天线阵的频域全波分析

将四维天线阵的时域激励进行频域等效,并采用传统的频域全波分析方法分析了四维天线阵的辐射特性。计算了具有时间调制特性孔径尺寸可变以及具有运动相位中心特性的两种印刷偶极子四维天线线阵的辐射特性,结果与已有文献报道的实验结果吻合良好。为四维天线阵的精确分析与设计提供了重要的参考依据。

8mmTE_（01）—HE_（11）高功率模式变换器的研究

从弯曲波纹波导中广义耦合波方程出发，进行数值优化迭代，得到在８ｍｍ波段，ＴＥ（０１）—ＨＥ（１１）高功率高效率模式变换器的设计。计算中考虑了金属壁所带来的欧姆损耗，并采用了相位重匹配技术以提高转换效率。给出了一组优化设计尺寸及计算结果。

INSGA-Ⅱ算法及其在天线综合中的应用

为了加快NSGA-Ⅱ优化算法的收敛速度,提高种群多样性,使种群收敛更加均匀。该文在多目标函数优化方法NSGA-Ⅱ的分析和研究的基础上提出了3点改进措施:(1)累积排序适应度策略;(2)基于精英策略的填充门限跳选方法;(3)限定门限选择策略。实验证明:3点改进措施能够扩大原有算法的解空间,并且提供了一种更加合理的选优策略。通过对典型的数学模型的计算,表明改进方法比原有的NSGA-Ⅱ方法具有更好的种群收敛性。同时将其使用来优化综合天线线阵的方向图,并得到了很好的结果。

室内MIMO无线信道:模型和性能预测

提出了一种包含小尺度衰落、相对路径衰落和阴影衰落的室内MIMO信道模型,考虑到室内人员的流动性,并对模型的性能进行了预测,拓展了室内MIMO无线衰落信道模型的研究。实验结果验证了提出模型的性能。得到有用的结论:在低秩的信道,信道容量减少,能合理解释针孔信道容量,在高秩的信道,不考虑相对的路径衰落和阴影衰落的情况下,信道的容量随天线的数目增加和信号相关性的减少而增大。考虑相对的路径衰落和阴影衰落,在LOS传播环境中,若存在丰富的散射传播,信道容量要高得多。

高次谐波开槽回旋行波放大管自洽非线性数值模拟

在未考虑电子注速度零散、引导中心零散以及波导壁损耗的情况下，采用四阶龙格库塔法，对均匀截面开槽高次回旋行波放大管注波互作用进行了数值计算，得出一些重要的互作用规律。电子注绕轴作大回旋运动。在π模式、四次谐波、３５．０５ＧＨｚ、５８ｋＶ、８Ａ、ｖ⊥／ｖ∥＝１．５的情况下，饱和效率达到２４．４％，增益为３４ｄＢ，峰值功率为１１３．２ｋＷ，饱和带宽为４％。

基于3D打印的Ku/Ka频段双波束天线设计

提出一种采用3D打印技术设计制造的径向开孔分层龙伯透镜天线,该天线以低损耗的石蜡强化聚苯乙烯为基材,透镜直径为700mm,结构形式为7层半球龙伯透镜.天线工作在Ku/Ka频段,可同时对准两个目标.研究表明:采用3D打印技术制造的低损耗介质径向开孔分层龙伯透镜天线实现了较高性能,有效解决了传统加工方式加工困难、一致性差的问题,可以容易地通过采用更小介电损耗的材料实现更优良的天线性能.

衰落信道下的多天线最佳信道容量研究

在多天线高斯信道最佳容量的基础上,推导出在Nakagami和Weibull衰落下,采用分集技术的最佳信道容量的数学表达式。数值模拟表明信道容量与衰落程度和分集的性能有关。对于相同的平均信噪比,两种衰落信道容量随衰落程度的增大而增大,衰落程度对Weibull衰落信道容量的影响较大。对于相同的衰落程度,在平均信噪比相同的情况下,采用选择性分集比未采用选择性分集得到信道的最佳容量大。并得到了采用切换合并分集技术Weibull衰落信道下的最佳切换门限。

有耗雷达目标散射截面的缩比计算——再论有耗电磁系统的相似性

该文将相似理论应用于有耗雷达目标散射截面的缩比测量,并按照因次分析方法导出了目标原型与模型间的缩比计算公式.根据这些公式,可以从不满足物理缩比条件的有耗模型的测量值准确推断目标原型的雷达散射截面.

8mm三次谐波复合腔回旋管研究

对８ｍｍ波段三次谐波复合腔回旋管进行了系统研究。对具有模式转换段的复合腔的特性进行了数值优化计算，在三次回旋谐波下，对电子注与复合腔中的场的互作用进行了非线性自洽数值模拟。设计并研制了三次谐波复合腔回旋管，在注电压Ｖｂ＝４３ｋＶ与磁场４．５ｋＧ下，得到脉冲输出动率大于５０ｋｗ，互作用电子效率为１２％的结果。

协同创新体系下研究生创新能力的培养

本文对制约研究生创新能力提升的各项因素进行了分析,提出构建协同创新体系,通过整合高校内各要素,实现学科联系与协同,并通过加强高校与地方政府、研究机构、企事业单位合作,实现各个协同主体的深度合作与有机融合,从而开辟了提高研究生创新能力的新途径。

有耗介质涂覆导体平面上的表面波分析

用横向谐振法分析有耗介质涂覆导体平面上的表面波。结果表明,这种表面波在传播过程中将受到衰减,但不辐射。可见,用有耗介质材料涂覆的雷达目标上的表面波对RCS将没有直接的贡献,但是当传播过程中遇到不连续性或不均匀性时,表面波可能转变成新的辐射源,因此应当考虑对表面波的抑制。

天波超视距雷达电离层大幅度相位污染校正算法研究

天波超视距雷达(Over-The-Horizon Radar,OTHR)发射的电磁波信号通过电离层传播时受到电离层的相位污染,会导致其海杂波谱的展宽,严重影响目标探测。在基于最大熵谱估计电离层污染校正算法的基础上,结合电离层相位污染和海杂波谱的特点,提出了一种改进的算法,解决了展宽的Bragg峰在相互交叠的情况下无法校正相位污染的问题。仿真结果表明了该算法对于校正大幅度的电离层相位污染有较好的效果。

S波段宽带低交叉极化印刷偶极子阵列天线的设计

设计出一种新型宽带低交叉极化印刷偶极子天线,该天线采用双层平面Balun偶极子结构,不仅具有平面Balun偶极子的宽频带特性,同时也降低了天线交叉极化电平。使用该天线单元设计制作S波段16元线阵。测试结果表明,阵列天线工作带宽达到50%,交叉极化电平小于-43dB。实验结果验证了该天线阵的宽带低交叉极化特性。

Ku、Ka频段龙伯透镜馈源阵列技术研究

针对卫星通信中龙伯透镜天线不同频段的馈源并排放置导致最大波束指向的偏移,无法实现多频段馈源上、下行跟踪同一颗卫星,提出了馈源阵列馈电的方法。通过辐射口面采用介质杆天线取代喇叭以改进馈源,此方法减小了馈源的阵间距,利于馈源组阵。结果表明:利用馈源组阵技术可以解决波束偏焦问题,实现多频段收发同一颗卫星的目的,同时也分析了阵列馈源馈电对天线增益和效率的影响。

布拉格谐振腔的分析与计算

本文采用与以往研究布拉格（Ｂｒａｇｇ）谐振腔不同的方法，将腔中的波纹反射段当作一段轴对称的渐变截面波导段，利用光滑渐变波导中的耦合波理论，对存在模式耦合的多模情况和不同参数的布拉格谐振腔进行了研究。得到与实验较符合的结果．同时，本文还研究了布拉格谐振腔的品质因素。

一种新型低剖面宽带微带开槽天线的设计

针对低剖面微带天线,提出一种新型的带宽展宽方法。通过在低剖面E-形微带天线中引入分布式LC谐振电路,使得该分布式LC电路产生的谐振点与低剖面E-形微带天线的固有谐振点相互靠近,从而有效地拓宽了天线的带宽。基于该设计思想,设计出工作于AMPS频段(824～894MHz)的低剖面微带天线,该天线的空气层厚度仅为0.0344λ0,远小于国内外文献报道的同类天线。测量结果表明:设计出的低剖面微带天线工作带宽达到9%(VSWR<2),而且在该阻抗带宽内具有良好的辐射特性。该设计思想同样适用于其他形式的低剖面开槽微带天线设计。