十字分形地震超材料隔震性能

为了解决基于表面波理论的地震超材料带隙窄的问题,设计了一种基于十字分形柱的低频宽带隙地震超材料,并通过数值模拟计算其频散曲线,发现三阶十字分形地震超材料的相对带宽高达60%.对不同阶数十字分形地震超材料的频散曲线进行比较研究,以阐明分形地震超材料带隙扩展的机理.通过材料参数分析,研究不同材料参数对带隙宽度及位置的影响.为验证所设计的地震超材料对实际地震波的屏蔽效果,进行频域和时域分析.通过对El Centro地震波和Taft地震波的瞬态动力学分析发现,三阶十字分形地震超材料可以将2种地震表面波位于带隙频率范围内的加速度幅值降低50%以上,具有良好的隔震性能.

加载十字分形缝隙的小型化微带天线

在研究传统Sierpinski毯式微带天线基础上,得到该天线的简化形式,进一步将其简化成准Sierpinski毯式微带天线,并提出了一种在贴片表面加载十字分形缝隙的新型结构。通过讨论十字缝隙的长度,宽度等参数对天线谐振频率,回波损耗的影响,找到了合适的参数值,在保证天线方向性变化不大的情况下,有效降低了天线的谐振频率,达到了缩减天线尺寸的目的。

宽频十字缝隙分形纳米天线及其异常透射特性

针对传统纳米天线结构存在频段窄、透射率低的问题,设计了十字缝隙分形纳米天线结构。采用时域有限差分法计算了十字缝隙分形纳米天线结构的异常透射特性,分析了均匀十字缝隙结构与其之间的透射特性差异,并讨论了物理参数对十字缝隙分形纳米天线异常透射特性的影响及分形尺寸与非分形尺寸下的纳米天线透射谱变化关系。结果表明,较于均匀十字缝隙结构,十字缝隙分形结构实现了光的异常透射及全2π透射光束相位调控,尺寸更小型化,半波宽(FWHM)更宽,透射率更高,最高可达99.51%;通过调整物理参数,透射谱呈现出红移或蓝移的特性,实现了透射谱的可控性;同时,当h=50 nm时,FWHM约为356 nm,透射率仍高达95.66%,普遍高于传统结构;并且在大入射角度(70°)下,峰值透射率仍旧大于74%。总之,较于其他纳米天线结构,十字缝隙分形纳米天线具有宽频、可控可调、结构更微型化等特点,且实现了光的异常透射。

“十字星”分形的Hausdorff测度

本文利用自相似分形的性质，得到“十字星”分形的Ｈａｕｓｄｏｒｆ测度的上界估计公式．运用特殊的覆盖．得到它的Ｈａｕｓｄｏｒｆ测度较好的上界．

基于分形超材料吸波体的微带天线设计

基于十字分形结构,设计了一种小型化、超薄、高吸波率以及无表面损耗层的超材料吸波体。该吸波体是由两层金属及其中间的有耗介质组成,上层金属是由周期性蚀刻十字分形的贴片组成的电谐振器,下层金属不蚀刻,作为整个金属地板。通过优化结构参数,吸波体单元尺寸仅为0.13λ,厚度为0.0093λ,最大吸波率达99.6%。将此吸波体加载于普通微带天线上,制备了一种新型超材料天线。仿真和实验结果表明:相比普通微带天线,新天线在5.52~5.68 GHz工作频带内,法向RCS减缩都在3 dB以上,最大减缩量达13.5 dB,单站RCS在-18°^+18°角域减缩超过3 dB,且天线辐射性能保持不变,证实了该吸波体具有良好的吸波效果,可以应用于微带天线的带内隐身。

多频段兼容复合分形移动通信天线设计

针对第二代~第五代移动通信系统对天线的性能要求,文中将矩形环分形结构、康托尔分形结构、谢尔宾斯基分形结构、十字分形结构相结合,设计了一款能够同时覆盖第二代~第五代移动通信频段的复合分形移动通信天线。仿真和实测结果表明,该天线的工作频带范围为0.751~6.353 GHz,工作带宽为5.602 GHz,天线具有全向辐射特性。该款天线实现了对第二代~第五代移动通信系统的兼容,具有尺寸小、回波损耗低、工作带宽大等优点。

三重光子晶体分形缝隙阵列天线的设计

本文针对多频段兼容移动通信系统和RFID系统对天线的性能要求,创造性地提出了一种新型三重光子晶体天线结构,并将其与十字分形缝隙阵列结构相结合,设计了一款三重光子晶体分形缝隙阵列天线,制作了天线样品并进行了测试。根据天线样品测试结果,该款天线能够覆盖第二代、第三代、第四代、第五代移动通信系统所有工作频段和RFID系统三个工作频段,在各个工作频带都具有较大的工作带宽和较强的辐射能力。该款天线在所有工作频段都具有高稳定辐射特性,有望用于兼具RFID读写器功能的手机中。

(G′/G)展开法与高维非线性物理方程的新分形结构

将(G′/G)展开法扩展到研究高维非线性物理方程的非行波解和分形结构.以(2+1)维变系数色散长波系统为例,构造出该系统的非行波解,对解中的任意函数进行适当的设置,发现了一类新的分形结构,即十字形分形结构.