一种具有宽带广角度吸收特性的超表面吸波器

提出一种由水平超表面和垂直超表面结构组成的宽带广角度超表面吸波器。传统的超表面吸波器在TE波入射时具有广角度的吸收特性,但在TM波斜入射下的角度稳定性差。通过使用垂直超表面结构,该超表面吸波器在TE和TM波斜入射下都具有良好的角度稳定性。正入射时的吸收带宽为2.40~5.06 GHz(相对带宽为71.3%),当TE波和TM波的入射角增大到60°时,吸收带宽为3.04~5.06 GHz(相对带宽为49.9%),所提出超表面吸波器的总厚度为15.2 mm(0.126λ_(L),λ_(L)为最低工作频率处的波长)。

采用高压侧电压控制改善系统的角度稳定性

研究了一种先进的高压侧电压控制器(HSVC),它通过在常规的发电机励磁系统的控制中添加附加控制的方法来改善电力系统的角度稳定性。介绍了HSVC的原理和实现方法。将HSVC的仿真结果与常规的自动电压调节器(AVR)进行了比较,表明HSVC可以提高电力系统大扰动稳定性和小信号稳定性。这种方法实现方便、可靠,而且不需要从升压变压器高压侧反馈任何信号。

Powerformer电压控制改善系统的角度稳定性

对于利用高压电缆绕制定子绕组的新型发电机——Powerformer,它能与高压母线直联,无需增设常规发电机高压侧电压控制(HSVC)模块就能调节高压侧电压。提出采用Powerformer实现高压侧电压控制,可方便地控制高压侧母线电压。应用电力系统综合分析程序PSASP对单机无穷大系统及ERPI-7节点系统进行了三相接地短路及两相接地短路情况的仿真,仿真证明了Powerformer电压控制改善了系统的角度稳定性,优于常规发电机带自动电压调节器(AVR)励磁控制。

具有角度稳定性的频率选择表面

利用十字图案与自身旋转45°叠加得到的图形为基本周期单元,设计了一种新型周期图案的频率选择表面(FSS)。利用模式匹配法对常用十字周期图案FSS和这种新型周期图案FSS进行了理论上的对比分析,同时进行了实验测试,测试与理论仿真基本一致,结果表明:两者都具有对不同偏振方式正入射波的稳定性,但是优化的新型周期图案FSS的大角度入射偏振稳定性及中心频率的角度稳定性都优于常用十字周期图案FSS,对于不同的投射角度,中心频率处的传输损耗接近为零。

封闭舱室电磁屏蔽用频率选择表面吸波体设计

为了解决封闭舱室内反射型电磁屏蔽结构引起的电磁场水平易于升高的问题,提出了一种斜入射电磁波相位补偿频率选择表面(FSS)吸波体设计方法,并基于该方法设计了一款超宽带、角度稳定的FSS吸波型电磁屏蔽结构。利用吸波结构中不同介质层对斜入射时高频和低频的电磁波相位分别进行补偿,实现了宽频带内良好的角度稳定性。在此基础上,采用宽度渐变条带,并结合开缝和顶端加载技术设计出了新型十字FSS单元结构,有效拓展了该单层单谐振FSS吸波体的工作带宽。仿真结果表明,该结构90%吸波频带为3.9~25.8 GHz(相对带宽147.5%);在4.7~22.1 GHz(129.9%)频带内,两种极化下满足90%吸波率的角度稳定性达30°;即使斜入射增加到50°时,吸波率仍高于80%。对所设计的吸波体进行加工和测试,实验结果与仿真结果吻合良好,验证了设计的有效性。

具有高角度和极化稳定度的频率选择表面

本文设计了一种基于方形螺旋结构的新型FSS单元,该单元具有中心对称的结构特性。通过谱域分析法和CST软件仿真,对影响FSS阻带中心频率的几何参数进行了分析,获得了优化的设计参数。最后的FSS单元尺寸为工作波长的0.083×0.083,对TE和TM波不同角度入射的传输情况进行了仿真,结果表明对于本文设计的FSS具有较高的极化和角度稳定性。

大角度稳定的双频双极化频率选择表面

设计了一种X波段透射,Ku波段反射,具有大角度入射和较好极化稳定性的Y单元六边形紧凑排列的频率选择表面(FSS)。实测结果表明,当TE和TM波在±80°内入射时,该频率选择表面在中心频率9.41 GHz的5%带宽内透射损耗小于1 dB,同时在中心频率14. 5 GHz的5%带宽内反射率约大于90%。FSS在通带和反射都有着良好的角度稳定性和极化稳定性,对于分频复用的反射面天线和曲面流线型隐身雷达罩有很好的应用价值。

区域双核结构模式的数学推导

研究表明,现有关于区域可达性的计算公式,其实质都是给定区域中某一质点的居中性的测量,因此,现有的区域可达性其实仅指区内可达性。据此,将区域可达性理解成由区内可达性和区外可达性2部分组成,并重点讨论了区外可达性的测算方法。研究表明,区外可达性定量模型的建立无法简单地套用现有的区内可达性的测算方法,原因是门户质点的区外可达性值由于距离为0故无法运用现有的公式予以测算,为此我们通过区外虚拟质点的引入巧妙地解决了这一难题。依据重新定义的区域可达性,本文在均质平原背景的假设条件下推导出了区域双核结构模式的形成机制及相应的参数条件。流域作为双核结构模式形成的理想区域,也在此得到了验证。由于区域双核结构模式仅是区域空间结构类型的一种,因此,随着模型参数的改变,即可进一步推导出其它的空间结构类型。这样,本文建立的关于区域可达性的系列测算公式,显然已不仅仅适合于区域双核结构模式的验证,而是一个适用于区域空间结构演化与区域空间结构类型分析的具有普适意义的数学工具。

新型三频段FSS夹层玻璃的设计与电磁屏蔽性能研究

本文介绍了用于全球移动通信系统(GSM)屏蔽和无线局域网(WLAN)隔离的夹层玻璃,在两层玻璃中间夹嵌了一层由圆环和三极子缝隙单元组成的频率选择表面(FSS),能够抑制1.94、3.55和4.98 GHz频段的传输。采用等效电路模型对FSS夹层玻璃的结构参数进行分析,2 GHz频点会随着圆环半径的增加而前移,三极子在镂空成为三级子缝隙后,产生两个阻带,并且三极子长度会对频点产生影响,对线宽和三级子缝隙宽度则影响不大。本文介绍了等效电路元件参数的提取计算过程,采用电磁仿真软件对FSS结构的传输响应进行仿真,分析了结构的几何参数和入射角度对结构传输特性的影响。在入射角达到60°时FSS夹层玻璃仍具有良好的屏蔽效果。采用丝网印刷方法制作了实验样件,并进行了透波率和透光率测试。测试结果与软件仿真结果一致性良好,因此本文所设计的夹层玻璃在电磁辐射防护、GSM屏蔽和WLAN隔离等方面具有良好的应用潜力。

新型单元的频率选择表面

通过对传统的十字单元进行改进，设计了一种新型单元的频率选择表面（FSS）。利用模式匹配法。从理论上对比分析了传统十字单元FSS和这种新型单元FSS，研究了TE波入射时角度变化和大角度人射时极化方式变化对中心频率的影响，并采用镀膜和光刻技术制备了新型单元FSS的实验样件。在微波暗室中进行了测试，得到的实验曲线与理论仿真曲线基本一致。结果表明，传统十字单元FSS不能实现中心频率的角度稳定性，TE波0°～45°的中心频率漂移为300MHz，并且45°人射时中心频率的极化稳定性很差，漂移量为800MHz；而新型单元FSS具有中心频率的角度稳定性，TE波0°～45°的入射中心频率漂移量仅为100MHz，同时对大的入射角度具有中心频率的极化稳定性。

一种新型双阻带频率选择表面的设计

提出一种新型双阻带 FSS 结构。新结构采用圆环贴片与叠加 Y 环贴片作为基本单元，利用2种贴片单元之间的耦合实现双阻带特性，应用谱域法对新型 FSS 单元进行分析设计，仿真验证不同角度不同极化方式的电磁波入射时新结构的传输特性，结果表明：该型 FSS 结构分别在13.4~16.3 GHz（Ku波段）和19.3~28.4 GHz（K波段）内形成2个-5 dB的传输禁带，并且具有较好的角度和极化稳定性。

叠加Y环单元频率选择表面的设计

对Y环单元进行改造得到了叠加Y环单元图形,以延迟频率选择表面(FSS)的高次谐振,实现无干扰的单通带滤波器。运用谱域法分析得到的叠加Y环单元,并与Y环单元进行对比,分别讨论其角度稳定性、极化稳定性、-3dB带宽和高次谐振点。分析表明:当中心频点同为17.6GHz时,叠加Y环单元具有更窄的带宽,而高次谐波向后延迟6.5GHz,并保证了良好的极化稳定性和角度稳定性。叠加Y环单元臂长从2.78mm增大到3.18mm时,中心频率从17.6GHz下降到14.1GHz;臂宽从1.1mm增大到1.5mm时,中心频率从17.6GHz提高到20.6GHz,带宽变大;单元间距从7.2mm增加到8mm时,带宽从4.5GHz减小到3.5GHz,中心频点不变;缝隙宽度增大时,带宽变大,中心频点升高。在微波暗室中对叠加Y环单元FSS进行测试,结果与预期一致。结果表明,叠加Y环单元在保证角度稳定性与极化稳定性前提下,能够延迟高次谐振点,为工作频段内实现单通带滤波器提供了新的思路。

基于Y型频率选择表面的小型化设计

设计了一种基于Y型的带阻型小型化频率选择表面,其单元的等面积正方形尺寸仅为0.057λ0×0.057λ0,厚度仅为0.021λ0。新型单元通过对传统Y型结构的分支向内进行规则的弯折来增大Y型单元的臂长,增加单元的谐振长度,从而增大了单元的等效电感与电容,提升了空间利用率。单元面积的减少,提高了单元的小型化效果,同时减小了单元间的距离,使频率选择表面具有较好的角度稳定性。仿真和测试结果表明,这种小型化单元对于不同角度入射的TE和TM波都具有很好的稳定性,其单元面积比谐振频率相同的传统Y形单元的面积减小了约96.3%,具有良好的带阻特性。

基于方环型频率选择表面的小型化设计

为解决频率选择表面(frequency selective surface,FSS)在工程应用中的尺寸限制问题,提出了一种新型小型化FSS.新结构通过增大方环谐振单元的等效电容和等效电感实现频率选择表面的小型化,与前人提出的小型化FSS比较,该新型FSS单元的尺寸更小,仅为0.079λ0×0.079λ0(λ0为阻带中心频率点对应的波长).另外,新结构的高度对称性确保了其性能的高稳定性,仿真和实测结果表明:新结构对不同角度和不同模式的入射波保持了十分稳定的传输特性.

基于顶发射有机发光二极管的二阶微腔长度性能研究

在玻璃衬底生长金属铝作为不透明阳极,制备了结构为Al(100 nm)/TAPC(x nm)/TCTA(10 nm)/TCTA:Ir(ppy)3(10%,25 nm)/TPBi(30 nm)/LiF(2 nm)/Al(1 nm)/Ag(20 nm)/Alq3(y nm)作为顶发射的有机发光器件,其中x为30、130、160、170和180,y为20、40、60和80,研究了器件的二阶腔长及出光耦合性能。实验表明,通过改变空穴传输层的厚度,使器件微腔长度处于第二阶微腔效应增强区,可以提高器件的光电性能。同时当光输出耦合层厚度发生改变时,半透明阴极的光线穿透率与反射率发生改变,从而有效改善器件的光电性能。当微腔长度为230 nm、光输出耦合厚度为80 nm时,器件具有最佳的光电性能,并且光谱的角度稳定性强。器件最大亮度、电流效率和功率效率分别达到25 960 cd/m2、19.1 cd/A和16.01 lm/W。

小型化偏振不敏感宽带雷达吸波体结构研究

针对传统频率选择雷达吸波体存在的尺寸和偏振敏感性问题,提出了一种偏振不敏感宽带吸波体结构。该结构的顶部为周期性排列的褶曲状交叉偶极拓扑,并在拓扑上采用了对称地集总电阻以实现宽带吸收。该结构的底部通过方形槽拓扑来实现带内传输。对整个结构的表面电流分布、等效电路模型和多种参数变化的影响进行分析。研究结果表明,无论是正入射情况还是斜入射情况,该结构原型的测量结果与模拟结果均吻合较好,在2.18 GHz~9.80 GHz范围内有较宽的吸收带(反射系数低于-10 dB),传输带出现在6 GHz处,插入损耗为0.56 dB。不同于现有的雷达吸波体结构,所提结构可以实现带内传输响应,且具有紧凑拓扑结构、偏振不敏感性和角度稳定性。

双频带宽通带毫米波滤波器设计

选取Y环和Y组成的复合图形为基本图形单元,采用密集三角形排布方式,设计了一种密集型组合单元频率选择表面(FSS)结构。基于谱域法,通过重新选取新的分析单元的方法,从理论上进行了频谱分析。分析结果表明,该FSS结构能够实现双频的宽通带特性,并且具有很好的极化稳定性和角度稳定性。

一种具有良好带通性能的二阶频率选择表面设计与验证

高阶频率选择表面(FSS)具有工作带宽易控制、通带内插损小、带外抑制强、通带边缘上升性和陡降性好等特点。提出并设计了一种具有良好带通性能的二阶FSS。该FSS结构是由2层介质板上加载3层具有圆结构的金属层,最外2层为圆金属贴片,中间一层为开圆缝隙金属层。利用直线法对FSS结构进行分析计算,并加工实验样件对结果予以证实。结果表明:该3层FSS具有二阶单通带的特性,3 dB带宽为4.21 GHz,相对带宽为21%,通带平稳光滑,带内插损小,对不同入射角度、不同极化方式的电磁波保持很好的稳定性。

基于方环形单元的新型频率选择表面设计

在传统方环形FSS结构基础上进行改进,设计出一种新型结构单元,并进行了实物加工与测试,结果表明,新型结构单元比传统结构拥有更好的频率选择特性。通过曲折线设计和加入垂直枝节,使整个新型单元结构尺寸降低为传统单元尺寸的28.6%左右,有效地实现了对FSS小型化设计。同时,新型单元在不同入射条件下,谐振频率漂移量维持在0.04 GHz左右,拥有较高的角度稳定性与极化稳定性。

基于十字形的改进新型频率选择表面

通过对传统的十字单元进行改进,设计了两种新型单元的频率选择表面(FSS)。利用谱域分析法,从理论上分析了传统十字单元和新型单元FSS,研究了TE波入射时角度变化和大角度入射下极化方式变化对中心频率的影响。仿真结果表明:在TE波从0°～60°以不同角度入射时,传统十字单元的中心频率漂移为420 MHz,两种新型单元中心频率的漂移量分别为180MHz和210MHz,减少了1/2以上;在45°不同极化方式的波入射时,传统十字单元中心频率的漂移量为990MHz,两种新型单元的漂移量为150MHz和120MHz,减少了2/3以上。与传统十字单元相比,两种新型FSS单元均能实现TE波入射时的角度稳定性和大角度入射时的良好的极化稳定性,为FSS在天线雷达领域中的应用提供了基础。