基于梯度超表面的反射型线-圆极化转换器设计

本文设计了同时具有线-圆极化转换和出射波偏折功能的反射型极化转换器通过六个不同结构参数的改进型十字结构四分之一波片组成一维相位梯度超表面,将此超表面分别在x和y方向进行周期排布,设计了极化转换器.通过理论分析、仿真计算和实验测试,验证了该极化转换器在13.8-14.7 GHz频带内实现了高效线一圆极化转换和奇异反射.仿真并测试了镜面反射率、反射功率密度谱和轴比特性,仿真结果和测试结果的一致性良好,结果表明该极化转换器在13.8-14.7 GHz频带内的镜面反射率小于-10 dB,轴比小于2 dB,而且反射波的偏折方向与理论分析相一致.

圆极化移相器相移特性研究

根据铁氧体耦合波理论推导出圆极化移相器对任意极化电磁波的传输矩阵 ,在此基础上研究了椭圆极化波、线极化波、圆极化波在移相器内的传输特性。数值仿真表明用基于线极化分量的差相移检测方法测量非标准圆极化波的测量结果不仅与激励状态有关 ,还与选定的线极化方向有关。利用本文的结果可以对圆极化移相器测试系统进行误差分析 ,对于提高测量精度有一定指导意义。

偏振气象雷达发展现状及其应用潜力

偏振雷达是近二十多年来发展起来的新型天气雷达。由于它的问世 ,极大地促进了雷达气象和云及降水物理学科的发展 ,增强了人类认识和抗御天气灾害的能力。本文结合中国科学院寒区旱区环境与工程研究所以及世界各国偏振雷达发展的情况和经验 ,主要就圆偏振雷达、椭圆偏振雷达和双线偏振雷达的发展现状及其在云和降水物理研究以及人工影响天气方面的应用潜力进行说明 ,它对我国新兴的偏振雷达的发展和应用事业有一定的指导和借鉴意义。

电磁波完全极化研究

极化信息在通信、导航、雷达等领域的应用越来越广泛,研究电磁波极化状态是研究、利用极化信息的前提和基础。椭圆极化是电磁波最基本的极化形式,线极化和圆极化是其特殊形式。从最普适的椭圆极化形式入手,导出了两种退化的极化形式:线极化和圆极化;阐明了三种极化波的解、合关系;推导了极化椭圆的参数与电磁波参数的关系;证明了极化方向与电磁波在水平垂直极化基下两分量相对相位的关系以及静态空间极化。

基于电磁波极化合成与分解的研究

电磁波的极化在通信、导航和雷达等方面已逐渐得到应用,而如何从"极化域"来开辟反隐身的新途径,目前是人们研究的一个热点。所以为了更好的掌握电磁波传播的规律,本文系统地讨论了线极化、圆极化、椭圆极化电磁波的合成与分解。左旋圆极化波和右旋圆极化波旋向的判定,并利用计算机仿真,形象地表示出某一时刻圆极化的场强矢量线在空间的分布图。

关于平面电磁波极化方式的讨论

本文对平面电磁波极化问题作了分析讨论,在不同条件下推导出了三种极化方式,从而可以看出三者之间的理论统一性.文中还讨论了判断圆极化和椭圆极化旋向的方法,以及电磁波极化特性在通信工程技术中的应用.

C频段宽带线/圆极化器小型化设计

为适应C频段卫星测控通信车载天线机动布站功能,须研制一种轴向尺寸小于1.2m的小型化天馈系统,针对该问题,对关键组件线/圆极化器进行小型化设计。在理论分析极化器原理的基础上,采用在聚四氟乙烯基材上打孔的方法使一种介质实现多种相对介电常数,设计了C频段收、发均覆盖575 MHz带宽的小型化宽带极化器,在56%相对带宽内实现小型化,轴向尺寸缩短至常规极化器的1/3,经HFSS(High Frequency Simulation Software,高频仿真软件)仿真计算,并与同频段常规极化器性能进行分析比较,结果表明:该极化器移相量与匹配性能良好,满足指标与使用要求。

一种基于电调移相器的可重构天线

设计并实现了一种基于反射式移相器的极化可重构天线。该天线使用一对交叉摆放的领结型振子作为辐射单元,并在馈电网络中通过两路移相器调整双馈端口间的相位差实现线极化、左旋圆极化和右旋圆极化模式之间的切换。通过加载匹配枝节的方法扩展了反射式移相器的移相范围,提高了移相器的移相精度,降低了天线圆极化模式带内的轴比。所设计天线的中心频率为5.4 GHz,在线极化模式下10 dB阻抗带宽为990 MHz,在圆极化模式下10 dB阻抗带宽分别为760 MHz和850 MHz,3 dB轴比带宽分别为510 MHz和480 MHz。该天线在频带内具有稳定的波束方向图,其平均增益为5.3 dB,并且具有27 dB的主极化-交叉极化隔离。最终的实测结果与仿真结果基本一致,表明该天线具有良好的性能。

K波段宽带圆极化器设计

设计了一个K波段圆极化器,其工作频率为18至26.5 GHz。K波段包含多条重要的射电天文分子谱线,此波段圆极化器的研制对于天文观测与科学研究有极其重要的意义。圆极化器用于将线极化波转换为圆极化波以便于射电望远镜进行观测。包括其工作原理、设计要点、模型仿真结果等内容。主要着眼于正交模式转换器与移相器这两个圆极化器中的重要器件,通过工作原理分析以及电磁仿真的方法进行器件的具体设计并得出仿真结果。仿真结果各个端口回波损耗均小于-20 d B,且移相器的移相误差小于3.3°。

天马望远镜Ka波段宽带圆极化器研制

天马望远镜Ka波段宽带接收机是研究恒星形成、星际介质以及深空探测的重要观测平台。论述了接收机核心器件Ka波段宽带圆极化器的研制过程。该器件由90°两壁波纹移相器和改进型双脊波导形式的正交模式耦合器构成,工作频带为26.5~40 GHz,相对带宽达到41%。首先介绍了圆极化器的应用背景及工作原理,继而进行模型设计和仿真优化,最后进行结构设计和样品实测。实测结果显示,移相器的相移误差为90±4°,轴比达到0.6 d B,正交模式耦合器的交叉极化为-26 d B,隔离度为-35 d B,器件端口驻波均低于-18 d B,实测结果与设计仿真相符。

平面电磁波极化场矢量的时空机理

均匀平面电磁波是无线通信、遥控遥测等无线信息工程中的传输媒介,是多种工程技术的核心环节。不同形式极化的电磁波场强矢量的时空关系,决定着平面电磁波的性质,在电磁波发射、接收、不同介质交界面处波的性质分析中,有着重要作用。对电磁波运动时,各种极化场量的时空机理这一根本关系,建立正确的概念,是充分发挥宏观电磁场(波)在工程技术中功能的前提。电磁波场矢量有其特定运动方式,线极化波场矢量并非随着时间上下起伏地运动,圆极化电磁波也不是随着时间滚动着前进。波动方程E_msin(ωt-βz)能够揭示电磁波运动的真实情况。通过对方程的数学分析,阐明了电磁波运动中极化场量的动、静分布,以及它们的时、空相互关系,为运动中极化场量的时空结构,在严格的数学基础上,展示了一个清晰的图像。

X波段双模互易铁氧体移相器的设计

介绍了x波段双模互易铁氧体移相器的工作原理、结构及阻抗匹配过程。对移相器部分结构的尺寸也做了简要的分析和设计。在Ansoft公司的仿真软件HFSS中建立阻抗匹配器模型并对其进行仿真,通过调整尺寸得到最佳匹配参数使器件符合设计要求。

电磁波极化的判别方法及MATLAB呈现

文章介绍电磁波极化的概念和左旋、右旋极化波的判别方法。线性极化需满足条件"两相位相差0或π",圆极化波为"两振幅相等且相位差为π2",其他情形为椭圆极化波。通过两个方向即电场旋转方向与波传播方向来判别左旋与右旋极化波,同时利用MATLAB实现电场强度的轨迹可视化、形象化,加深学生对极化概念的进一步理解,有效提高了教学效果。

Design and cold test of an S-band waveguide dual circular polarizer

Purpose An S-band dual circular polarizer has been designed and tested with low power in the paper,which will be applied in a spherical cavity pulse compressor.It converts the TE10 mode in rectangular waveguide into two polarization degenerated TE11 modes in cylindrical waveguide.Methods The general scattering matrix of the dual circular polarizer has been deduced based on the properties of the passive microwave network,which is suitable for the usual 3 dB coupler,as well as the left/right hand circular polarizer.Based on the 3D code software CST,the dual circular polarizer was numerically simulated.Then,two prototypes have been manufactured and tested with the vector network analyzer(VNA).Results The simulation results show that the magnitudes and phase difference of the two TE11 modes are dB and 89.79 degrees,respectively.The cold test results show good agreement with CST simulation.−3.0103/−3.0104 Conclusion The method of analyzing the relationship between the voltage standing wave ratio(VSWR)and the errors of the magnitudes and phase difference of the two TE11 modes was given,which can be used to qualitatively analyze the properties of the circular polarizer.The S-band waveguide dual circular polarizer can be applied in the pulse compressor,phase shifter or other frequency bands.

小型圆极化八木天线

针对440 MHz卫星通信,提出了一种基于蝶形天线阵列的小型圆极化(CP)八木天线。天线由6个引向器单元、1个驱动单元和1个反射器单元组成。天线的整体尺寸是171×171×1105 mm^3。圆极化蝶形天线的驱动单元是一对工作在440 MHz频段的正交蝶形天线,由一个反相功率分配器和90度移相器馈电来实现圆极化辐射。仿真结果表明,在435-447MHz频段有着良好的性能,在440 MHz达到11 dBi的增益,轴比0.73 dB。