Near-field optical observations of surface plasmon wave interference at subwavelength hole arrays perforated in Au film

We image optical near-field patterns at subwavelength circular hole arrays in Au film by using scanning near-field optical microscopy in near-infrared wavelengths. Periodical oscillation features are found in the near-field images at the air/Au interface and exhibit two typical kinds of standing wave oscillation forms at the wavelengths corresponding to the transmission minimum and maximum in the transmission spectrum, and the latter one originates from the excitation and interference of a surface plasmon wave at the metallic hole arrays. Our work indicates that monitoring optical near-field patterns can help to reveal many interesting properties of surface plasmon waves at metallic nanostructures and understand their underlying physical mechanisms.

基于近场旋转技术的共形阵列天线方向图高效计算方法

文中提出了一种基于近场旋转技术的新型共形阵列天线方向图快速计算方法。首先,首次根据共形载体信息对单个特定天线单元近场封闭表面上的电场、磁场和采样点位置进行坐标旋转变换,进而得到其在全局坐标系下近场封闭面上的电场和磁场。然后,基于谢昆诺夫等效原理计算单个天线单元的等效电流和磁流及其所产生的辐射场,并遍历共形阵所有单元计算其在全局坐标系下的辐射场。进一步地,将全局坐标系下所有单元方向图进行矢量叠加得到共形阵列天线的远区总场。最终,通过两个具有不同载体平台与不同阵元的共形阵列天线方向图算例,并与全波仿真以及基于远场旋转技术的计算方法相比较,验证了所提出方法相较于远场旋转技术在计算精度与效率上的优势。

面向6G的超大规模阵列下近场波束方向图

由于超大规模阵列(XL-array)中天线数目急剧增加,用户与基站(BS)之间的通信将处于阵列的瑞利距离内,导致传统的基于平面波前的远场波束方向图不再适用。为解决此问题,基于近场球面波前,利用泰勒展开得到近似近场场强表达,绘制出近场波束方向图。在此基础上,根据得到的近场波束方向图,揭示出波束角度偏转现象,并引入回归距离来刻画角度偏转程度。回归距离拟合函数体现了回归距离与目标波束角度、阵列尺寸、以及载波波长之间的关系。仿真结果表明,所提回归距离拟合函数较好地表征了近场波束方向图特性。

基于天线近场测量的电力电缆局部放电在线检测方法

电缆局部放电检测技术是电力正常传输的重要保障,现阶段广泛运用的检测技术主要有超声波法、脉冲电流法、高频电流法以及特高频法,这些方法在30~300 MHz频段内存在检测盲区,因此甚高频范围内的局部放电检测方法需进一步研究。基于近场天线测量技术,设计一种近磁场传感器,通过频率响应和灵敏度测试检验传感器性能;搭建基于近磁场传感器的电缆局部放电检测系统,构造实验室内电缆接头和户外电缆接头、电缆本体、电缆终端绝缘缺陷,开展电缆局部放电检测试验。结果表明:近磁场传感器检测电缆局部放电在100 kHz~100 MHz频段内的输出信号平稳,与局部放电的电荷量线性度良好。近磁场传感器检测不同电缆缺陷表现出的谱图特征不同于高频电流法,差异更为明显。基于选取的6个统计特征量所设计的局部放电检测系统对局部放电模式的平均识别率为87.67%,识别效果良好。

仿真暗室天线近场测试研究

对于普通的仿真暗室,由于很难避免仿真测试和天线方向图近场测试的相互影响,所以一般无法在该类暗室内完成天线近场测试。对于尺寸大、结构独特的仿真暗室,提出了它的综合利用问题,天线近场测试就是其中之一。介绍了天线近场测试技术,结合仿真暗室特点,提出了在仿真暗室中组建一套天线近场测试系统,并给出了详细的位置布置方案。通过分析仿真试验与天线近场测试的相互影响,认为可以在该仿真暗室完成非车载天线以及部分车载天线的近场测试。

变极化单脉冲环焦天线分析与实验

本文用物理光学法分析研究任意极化单脉冲环焦天线的近场分布和远场方向图 .利用傅里叶级数展开公式 ,将四重积分分别简化为三重 (近场 )和二重积分 (远场 ) ,大大简化了数值计算 .实验结果证明了理论分析的正确性 ,数学模型和分析软件可用于大中型双赋形单脉冲环焦天线设计 .

雷达谐波谱分析在电磁兼容中的应用

在对雷达间电磁兼容状况进行预测时,雷达间距离往往很近,不同波段的雷达间可能存在谐波干扰,需要对雷达的谐波在频域和近场空间的分布情况进行分析。根据谐波产生和辐射的机理,利用傅里叶变换和天线近场理论,结合典型雷达信号形式,分析雷达谐波在频域和近场空间分布情况。结果发现雷达谐波在频域上带宽和基频信号形式相关,谐波抑制度与基频信号幅度、信号形式、雷达放大器非线性系数、谐波次数相关;雷达谐波在近场空间上的分布(以相控阵雷达为例)除了与基频有相同主波束指向外,还存在对称的栅瓣,波束宽度较远场明显展宽,增益下降。研究可为不同波段雷达间谐波干扰准确预测和测试提供参考。

天线方向图对目标近场散射特性影响的研究

以SCTE可视化预估系统为基础,用高频近似法建立了考虑天线方向图时目标近场RCS理论模型.通过实例,计算了有无天线方向图影响下的近远场RCS曲线,分析了天线方向图对目标近场RCS特性的影响.结果表明,天线方向图对目标近场散射特性影响是不容忽视的.

用可变孔径法测试研究单模光纤的有效面积

光纤的有效面积是评价单模光纤性能指标的一个重要参数。但到目前为止 ,国内对这一参数的测试研究尚未见报道。本文介绍用可变孔径法测试出各种折射率剖面结构的单模光纤的远场和近场分布 ,以及这些光纤的有效面积。并在实验测试的基础上 ,验证了 ITU- T文件中有关光纤有效面积与模场直径间的关系。同时 ,对目前的各种新型的G.655光纤的有效面积进行了较深入的测试研究。

天线平面近场测量的扫描面截断误差分析

本文基于天线平面近场测量技术的基本理论,利用解析法和数值分析法研究分析了天线平面近场测量中有限扫描面截断误差对天线远场特性结果的影响,给出了有限扫描面截断误差所带来的天线辐射方向性图的误差的数量级,即天线方向性图的不确定度,为天线近场测量技术的误差补偿提供了一定的理论依据,同时也得到了一些对实际测量有一定指导意义的结论。

高交叉极化鉴别度天线的近场测量

以往使用的远场方法在确定现代天线性能方面日益显得力不从心 ,这主要是受距离、天线、多路反射、保密性等因素的影响 ,而近场方法通常能经济有效地解决上述问题 .基于近场理论论述了平面近场中复杂口径场上高性能天线主极化和交叉极化的确定方法 ,并讨论了测量中的几个关键问题 .针对某型双极化高交叉极化鉴别度天线进行了实际测量 ,测量结果表明该方法具有很高的工程实用价值 .

天线极化特性的近场测量技术

针对天线极化特性如何在近场测量系统进行测试的问题,文中从实际工程应用出发,结合电磁场理论,基于椭圆极化波的分解理论,提出了利用线极化探头测量椭圆极化天线特性参数的方法。通过线极化探头进行两次正交的测量即可得到圆极化天线的方向图、轴比、倾角、增益等特性信息,也得到了线极化天线的交叉极化特性。

由近场测量确定目标空间散射特性的研究

本文论证了由平面近场测量确定目标散射特性的原理，导出了具体的计算公式。与其它测量方法相比，该法可以提取出目标散射特性的大量信息。对几种简单的目标模型进行了测量，所得到的背向散射图和不同方向来波照射目标时目标的空间散射图均与理论计算符合良好，说明了方法的正确性和优越性。

考虑互耦的阵列天线辐射近场近似计算方法

针对大规模阵列天线辐射近场电磁兼容性问题,基于有源单元方向图原理和子阵信息的综合方法计算了大规模阵列天线辐射近场场强的分布。该方法采用等效技术获取大规模阵列天线的端口特性,进一步结合天线单元的远场数据综合分析得到大规模阵列天线的近场分布;计算结果表明,在满足天线单元辐射远场条件下,该方法能够准确计算出大规模阵列天线的辐射近场分布。相较于全波分析,本方法在保证精度的同时,提高了计算效率,并且具有良好的灵活性。通过全波分析的数值算例验证了该方法的正确性。

近场散射测量中的天线方向图修正技术

针对近场散射测量中由于天线方向图照射的不均匀性,在近场数据外推后难以获得目标准确雷达散射截面(radar cross section,RCS)的问题,提出基于近似函数的天线方向图修正方法,在近场数据外推的过程中对天线方向图进行补偿,从而提高目标RCS测量的准确性。首先推导了近远场变换的计算过程,然后根据收发天线照射目标的角域,分析了与天线方向图吻合的近似函数,通过对近似函数的傅里叶级数展开修正了天线方向图的影响。仿真结果表明,对于不同的天线方向图,该方法在近远场变换过程中具有良好的修正效果。实验分别对点目标和线目标进行了验证,结果表明了方向图修正外推方法的有效性和准确性。

基于分块特征提取的近场声全息故障诊断方法在相干故障下的应用

通过引入近场声全息和分块特征提取技术,改进了基于声像的故障诊断方法,发展了基于近场声全息模式识别的故障诊断技术。针对多个机械部件对应相同故障频率,并产生相干声场的故障情形进行了加肋板激振的模拟实验,使用传声器阵列扫描技术测取各种状态下声信号,在利用近场声全息技术得到声像进行噪声源识别与定位的基础上,对声像进行整体和分块相结合的奇异值特征,提取方式构造识别向量,然后采用多分类支持向量机进行训练分类,进而用于机械工作状态的诊断。实验结果表明,根据声像的物理特征使用整体和分块相结合的特征提取技巧能够较好改善诊断效果,同时进一步验证了声成像方法在故障诊断领域应用的可行性,并与常规的基于单点或几个孤立测点测试的声学故障诊断方法相比具有优越性,拓展了声学故障诊断技术的应用范围。

NIM球面近场法天线校准装置的测量不确定度评定

介绍了中国计量科学研究院(NIM)开发的一套精密球面近场扫描法天线校准装置(400 MHz^110 GHz)在测量天线归一化方向图(限于幅度)时的不确定度评定。以"自我比较法"为基础,简介了探头、安装对准、数据采样和射频系统等引入的18个不确定度分量的评定结果,重点针对天线暗室反射引入的不确定度不易评估的难题,基于射线追踪法提出了一种分析、测量和计算相结合的"干扰法"。评估结果表明该套近场系统在-40dB副瓣电平内,重复性优于0.1 dB(26 GHz)、在忽略探头极化误差时的扩展不确定度优于2.7 dB。最后分析了球面近场天线测量的不确定度特点。

基于近场场图的带罩天线近副瓣畸变分析

采用FEKO软件仿真带罩天线远场方向图和近场场图,采用近场场图分析远场方向图近副瓣畸变的原因.仿真过程中采用等效源技术,兼顾仿真精度和仿真效率.带罩天线方向图近副瓣畸变主要是由天线罩尖部区造成的,近场场图表明三种效应导致近副瓣抬升:其一,电磁波经过天线罩尖部发生明显的衍射,波阵面分叉;其二,金属雨蚀头被激励出表面电流,进而产生二次辐射;其三,部分电磁波能量经反射后透过天线罩尖部区域,反射-透射电磁波能量叠加在副瓣方向上.针对上述效应,对天线罩改进设计,改进后可明显抑制带罩天线近副瓣的抬升.近场场图分析方法揭示了天线罩局部细节和远场方向图之间的联系,对天线罩电性能优化设计有很好的指导作用.

平面近场测试距离及截断对测试结果的影响分析

本文建立了平面近场测试距离和截断误差的计算模型,分别用直接计算法和由近场数据进行近-远场变换的方法计算了天线的远场方向图,给出了计算结果,分析了平面近场测试中测试距离、截断电平对于测试结果的影响。

采用近场聚焦法测量雷达天线方向图的工程实践

介绍了天线近场测量的系列方法，重点对近场聚焦法测量天线方向图的原理和方法进行了分析，结合工程实际，对两种不同测试距离下的天线方向图进行了比较。