基于工程化实用化窄谱高功率微波天线发展思考

讨论了窄带高功率微波天线的发展现状,得出窄带高功率微波天线的主要问题为高口面效率、高辐射效率不可兼得,采用等相位合成导致的脉冲展宽和波束带宽窄。归纳了高功率微波天线将向平板阵列天线形式、高口面效率、高辐射效率、等时延波束合成、基于阵列的机电综合时延扫描形式发展,并就高口面效率、高辐射效率天线技术和等时延波束合成技术提出了解决方案,对阵列的机、电综合等时延扫描技术进行了讨论和展望。

一种基于匹配锥的毫米波透镜天线设计

针对高效传输、低剖面、轻重量的毫米波透镜天线设计需求,设计了一种工作于62 GHz的带有匹配锥的离散化菲尼尔点聚焦透镜天线。该透镜相比没有匹配锥的菲尼尔透镜,在相同焦径比的情况下透射效率有29%提升;相比普通介质透镜剖面降低为1/3,并且重量更轻。该透镜采用离散化设计,可以方便的运用3D打印工艺进行加工,且在打印误差的范围内性能没有明显的恶化,具有良好的工程化应用能力。

一种高功率超宽带天线阵列设计

文章针对超宽谱高功率微波系统应用设计了一种全金属化的高功率超宽带天线阵列。该天线单元辐射结构采用指数渐变型槽缝结构,将常规的圆形反射腔结构调整到探针一侧,使得利用金属探针直接馈电更加方便。采用连接阵的方式组阵进一步改善了阵中天线单元的低频阻抗匹配性能,并且保证了天线阵列在全频带内具有较高辐射效率。对天线阵列进行建模仿真,仿真结果表明该天线阵列阻抗带宽(VSWR<2)达到了113%,全频带内辐射效率优于97%,在真空和空气环境下都可承受较高功率的宽谱高功率微波。

用于窄带高功率微波防护的级联阻带FSS研究

针对窄带高功率微波的防护的需求,研究了针对多频点窄带高功率微波防护的带阻频率选择表面级联复合的防护方法,首先设计了单层带阻防护结构对其传输特性耐功率特性进行了分析,然后设计了同频双层结构之间的级联组合实现带阻性能的加倍,异频双层结构之间的级联组合实现带双频点带阻性能,异频三层结构组合实现了三频点的带阻能力和通带衰减的灵活可调。显著提高了设计灵活性和工程应用性。

基于子阵策略和区域分解矩量法的电磁散射分析方法

针对现代雷达工程中,无法高效计算电磁新材料及频率选择表面等有限大周期结构的问题,提出了一种子阵策略与区域分解矩量法相结合的电磁散射分析方法。通过选取一个小型周期结构(小阵),将整个小阵目标分成若干个互不相连的子区域,利用区域分解矩量法求得小阵上每个子区域表面的感应电流,来等效整个周期结构的表面电流,从而高效分析有限大周期结构的电磁散射特性。通过2个数值算例表明,该方法不仅大大降低了内存消耗,且与矩量法及区域分解矩量法相比,该方法在不失精度的情况下分别使圆金属和十字金属阵列的计算时间减少了88.2%和90.6%,证明了该方法的正确性和高效性。

Dual-polarized lens antenna based on multimode metasurfaces

We propose a dual-polarized lens antenna system based on isotropic metasurfaces for 12 GHz applications. The metasurface lens is composed of subwavelength unit cells（0.24λ0） with metallic strips etched on the top and bottom sides of the unit cell, and a cross-slots metallic layer in the middle that serves as the ground. The multimode resonance in the unit cell can realize a large phase shift（covering 0？–360？）, and the total transmission efficiency of the lens is above 80%.The feed antenna at the focal point of the lens is a broadband dual-polarized microstrip antenna. Both the simulated and the measured results demonstrate that the dual-polarized lens antenna system can realize a gain of more than 16.1 dB, and an input port isolation of more than 25.0 dB.