基于人工电磁结构的天线波束控制技术

波束前倾结构后置天线(Forward Tilted Beam and Back-placed Antenna,FTBBA)在高超声速小型飞行器领域有广泛应用。文中采用水平磁+电壁构成端射元,利用电与磁的二重性原理和Yagi天线理论,构建C波段波束前倾结构后置微带八木天线以实现端射。同时,利用栅格结构人工电磁材料(Artificial Electromagnetic Structures,AEMS)抑制表面波,减小杂散电磁波对端射方向图和极化纯度的影响。此外,围绕高超声速小型飞行器天线的共形需求,将两组FTBBA共形于典型的高超声速飞行器表面以实现双极化端射。该天线能够在5.2~5.9 GHz实现VSWR<2(相对带宽为12.6%),增益>11 dBi,主瓣波束宽度约20×32°。该天线突破端射波束控制技术,解决了常规技术手段难以克服的高速飞行器结构后置和波束前倾相互制约等技术难题。

基于人工电磁结构的小型化宽带微带天线设计

随着现代通信技术的发展,人们对小尺寸宽带天线的需求越来越大。人工电磁结构独特的电磁特性突破了传统的电磁理论的基本概念,为微带天线小型化指出了一种崭新的研究方法。本文通过在传统矩形微带天线上蚀刻工字型的人工电磁结构实现微带天线小型化,并在微带天线接地板上开缝来展宽带宽,研究设计出一款5.8GHz的矩形微带贴片天线,其辐射单元尺寸为21mm×17.05mm,蚀刻15个工字型谐振环构造出一款辐射单元尺寸为15mm×13.2mm的新型小型化微带天线天线,天线增益为4.28dB,相比传统微带天线整体尺寸缩减了44.6%,天线带宽由1.34%展宽至42.9%。

面向封装电源噪声抑制的人工电磁结构设计

为了减小电磁带隙结构的面积和增加其抑制频段的数量,根据电磁带隙结构的工作基本原理和电磁特性,通过改变传统型电磁带隙结构的上平面形状,增加刻蚀沟壑来改变其等效电容电感值从而设计出面积小、抑制频带数量较多的新型电磁带隙结构。新型电磁带隙结构相较于传统型电磁带隙结构在面积上缩减了65.4%,并且增加了电磁抑制频段数量,提升了该结构在传输高速信号的系统封装和电路板电源噪声抑制方面的应用范围。

带通型人工电磁结构认知与分析

从宽带、低雷达散射截面天线罩的应用和发展出发,对人工电磁结构在带通滤波器应用中的两种主要形式—频率选择表面和超材料,进行了机理、特性以及差别分析,指出了带通型人工电磁结构宽带设计应关注的主要问题和发展技术途径,为基于个性认知的交融及电磁功能结构发展提供指导和参考。

人工电磁结构在微波天线中的运用分析

人工电磁材料与其他自然材料相比,具有更大性能优势,可以人为调控电磁参数,一直都是被研究的要点。现在利用人工电磁材料制作的新型器件可以工作于多个电磁波频段,被广泛地应用到通信以及军事等领域。本文基于人工电磁结构的特点,对其在微波天线中的应用进行分析。

基于人工电磁结构的宽波束天线设计

针对传统宽波束天线的局限性,提出基于人工电磁结构的宽波束天线设计.该天线采用两层结构设计,底层辐射体通过引入接地短路探针的方式拓宽圆极化3 d B轴比波束;顶层为方环结构的人工电磁结构,利用其波束赋形特性,增大天线半功率波束宽度.基于该方法设计的天线,兼顾宽圆极化3 dB轴比波束和半功率波束特性,能够应用于北斗卫星导航系统用户终端.

一种可用于太赫兹检测的柔性人工电磁结构设计

我们设计的人工电磁结构在太赫兹吸收率达到80%。改变人工电磁结构单元的相关尺寸,都能够实现95%以上的吸收率。柔性衬底聚酰亚胺价格便宜,灵活性好,以此为衬底的人工电磁结构能够实现卷曲成特定形状或者贴附与大型设备表面甚者是折叠,为后期应用提供了巨大的方便。太赫兹技术取得了飞速发展,我们的设计能够实现在太赫兹频段的高效率吸收,在太赫兹探测、安全检测或侦察领域都有非常广阔的应用前景。

人工电磁材料结构在微波天线中的应用

随着国内经济科技的迅猛发展微波天线逐渐有了非常广泛的应用,但在应用的过程中微波天线受到频带窄、性能 差和增益低等问题的影响极大的限制了微波天线技术的应用发展。将人工电磁铁材料结构应用于微波天线中能够有效对普遍 微波天线中存在的问题进行控制,因此应该不断对人工电磁材料结构的科学应用进行分析,提升微波天线运行的稳定性。

吸波频率选择结构研究进展及其在天线中的应用

雷达作为通讯系统中不可或缺的收发器件,在外来电磁波照射下,会成为具有极大雷达散射截面(RCS)的强散射源,严重恶化通讯平台的隐身性能。吸波频率选择结构(AFSS)作为一种吸-透/吸-阻一体式周期性人工电磁结构,能够正常传输/反射工作频带内电磁波,高效吸收带外无关电磁波,有效缩减双站/多站RCS,在电磁防护和电磁隐身方面具有巨大的应用前景。该文梳理了三种类型AFSS(带通、带吸、带阻)的国内外研究现状及作者团队在该领域的主要研究成果,归纳和总结了这三类AFSS的设计方法。在此基础上,讨论了AFSS在天线中的应用,展望了AFSS的发展趋势,旨在为电磁防护和电磁隐身的相关设计提供思路和指导。

EW射频隐身系统频率选择表面电磁散射参数的测量

频率选择表面(FSS)技术为电子战射频隐身提供了新的实现技术途径,散射参数的测量验证是射频隐身系统FSS设计的关键环节。针对非理想测量环境,以一种小型化带阻频率选择表面为例,提出了一套频率选择表面散射参数的测量和校准方法,有效消除了测量中信号的衰减、测量天线间的耦合以及信号多径传播等对真实结果造成的影响,使之尽可能接近在理想环境中的测试结果。该方法极大改善了周期性人工电磁结构散射参数测量对环境的依赖,降低了射频隐身FSS设计的研发成本,在电子战领域具有良好的应用前景。

大扫描角度下具有极化不敏感特性的超宽带频率选择吸收体

提出了一款具有斜入射稳定特性的超宽带极化不敏感人工电磁吸收结构,与传统结构相比,随着入射角的增大,吸收性能恶化程度大大降低。为了获得宽带和极化不敏感的吸收特性,通过采用两层混合电磁谐振模式的周期结构有耗层与一层反射底板组成的三层吸收结构,设计了电磁波斜入射时最佳的阻抗匹配行为,并利用等效电路模型分析了结构的工作机理。结果表明,该吸收体在60°入射角下仍具有稳定的吸波性能,吸收带宽达到了143.2%,而且在不同极化入射下得到了几乎一致的频率响应。

一种新型波束可控的口径耦合天线

设计一种基于人工电磁结构(AMC)的新型口径耦合天线。对加载了AMC结构的口径耦合天线进行仿真。根据仿真结果,天线的工作频率为5.5GHz,辐射的波束指向21°时增益为6.4dB。文中对天线的参数进行分析,波束的偏移角度与AMC结构的有关。将AMC结构变为一排,天线波束可以指向11°。根据天线单元构造1×2的子阵,阵列天线具有更高的增益和带宽,并可以有波束的偏移。天线子阵工作在5.5GHz时天线的波束指向为26°,增益8.47dB。