Thompson—FDTD与经典FDTD方法之比较

由流体力学领域的微分－Ｔｈｏｍｐｓｏｎ变换与时域有限差分技术结合起来形成的Ｔｈｏｍｐｓｏｎ－ＦＤＴＤ方法，在处理不规则形体的电磁散射总是任意调配网格分布方面具有较突出的优势。     

阵馈抛物柱面天线合成超宽带高功率微波

在时域推导了超宽带脉冲空间功率合成的条件,得到了多路脉冲信号在极化方向相同,幅度、波形一致的条件下,可实现最大化功率输出的结论。基于此提出了一种阵馈的抛物柱反射面天线。采用10喇叭单元叠状排列形成一维馈源阵列放置于焦线上,照射抛物柱反射面后形成相干脉冲,在主轴方向合成超宽带高功率微波波束。仿真结果表明,该阵馈天线较最优口径的单馈源天线,远场辐射功率密度提高了87倍以上,且波束宽度由66°减为8°,实现了超宽带高功率微波的高效空间功率合成。     

时域全波电磁计算程序JEMS-FDTD在复杂电磁环境研究中的应用

将自主研发的大规模并行三维全波电磁场时域求解程序JEMS-FDTD应用于复杂电磁环境问题,计算并分析了楼宇内电波传播特性和飞行器瞬态电磁特性。对楼宇内电波传播特性的计算获得了建筑物内任意位置的电磁场分布和电磁脉冲在建筑物内的时域传播过程,其结果可用于无线通信和电磁环境安全研究;对飞行器瞬态电磁特性的计算获得了飞行器舱内外瞬态电磁近场分布,其结果可用于飞行器强辐射场防护等研究。     

抛物方程的多重非均匀网格模型及其应用

提出了抛物方程的多重非均匀网格模型,以准确求解三维空间存在多辐射源的电波传播问题。通过对不同辐射源建立不同的坐标系,并对其仿真空间采用不同的非均匀网格划分,构建了抛物方程的多重非均匀网格模型。在此基础上,实现了三维多辐射源问题的并行计算。实例仿真了空间存在四个辐射源的电波传播特性。结果表明,抛物方程的多重非均匀网格模型能够准确求解多源的空间电磁场分布特性,且在该算例中,并行技术使得抛物方程的计算速度提升了2.41倍,极大地提高了抛物方程对三维多源问题的求解效率。     

具有寄生单元的新型带阻超宽带天线

提出了一种新型微带馈电的,具有带阻特性的平面超宽带天线。该天线的辐射贴片与接地板是完全一样的,通过在辐射贴片背面加上寄生单元来获得对于无线局域网(WLAN)频段的带阻特性,对寄生单元的各个参数对带阻性能的影响进行了研究,可以方便地通过改变寄生单元的尺寸来改变阻断频带的位置。该天线易加工、便于集成,且方向图有很好的全向特性。测试结果表明,该天线对WLAN波段有很好的抑制功能,适合于超宽带系统使用。     

JEMS- FDTD超大规模并行计算测试

 介绍了JEMS- FDTD在大规模并行计算机上进行的并行性能测试,包括网格片大小对性能的影响、单节点MPI/OPENMP混合并行性能、多节点MPI/OPENMP混合并行性能、大规模并行性能等。同时,也给出了一个包含电大尺寸复杂、真实结构模型的算例,并对其进行了计算、分析。测试表明,JEMS- FDTD可高效使用数万个处理器核进行并行计算。大型算例测试表明：JEMS- FDTD可针对电大尺寸复杂、真实结构模型进行有效的计算、分析。     

基于滑动平均和逆抛物方程的目标定位法

应用逆抛物方程法进行有源目标定位时,传播空间中的背景散射体会产生高强度的杂波,从而导致其定位精度下降或失效.针对这一问题,使用自适应滑动平均算法进行有效信号提取,研究了不规则地形和不均匀大气媒质环境中的目标定位问题,分析了定位误差和定位门限的选取.通过对离散化的回波数据进行处理,利用运动目标和背景杂波的非相干特性进行信号提取和杂波抑制.仿真结果表明:该方法与逆抛物方程定位算法相比,改善了目标位置的信号聚焦程度和信干噪比.     

小型化宽频带宽阻带微带滤波器的设计

目前研究宽频带微带滤波器的文献很多,但普遍不能同时具有宽频带和宽阻带的性能,且带内回波损耗大,带外抑制差。为此,提出了一种新型的宽频带微带滤波器。该滤波器采用在E型阶跃阻抗谐振器( SIR)中引入U型结构的方法,实现其宽频带宽阻带的性能。对滤波器进行仿真、加工与实测,仿真结果与实测结果吻合良好。加工得到的滤波器3 dB带宽为7.1 GHz,低于-20 dB的高频阻带为9.3 GHz,带内回波损耗低于-23.2 dB,实物尺寸为15 mm伊8.5 mm,具有小型化的特点。实测数据表明,提出的滤波器具有良好的性能,在工程领域具有实际的应用价值。     

预测毫米波雾衰减的抛物方程模型研究

雾是影响毫米波通信系统性能的典型气象条件之一.针对传统经验模型无法精确预测多径效应下的电波传播问题,给出了基于抛物方程的雾衰减预测模型.以自由空间雾特征衰减的预测为例,将本文模型与Rayleigh近似及经验模型的计算结果进行对比,验证了该方法的可靠性.最后将该模型应用于预测35 GHz和94 GHz毫米波在分别含有平流雾和辐射雾的复杂环境中的传播特性,仿真结果表明该模型有效地反映了地形绕射、地表反射等对电波传播的影响,为快速准确地预测复杂地理环境及特殊气象条件中的电波传播特性提供了一种有效的预测模型.     

C/Ku波段共口径宽角度扫描相控阵天线

设计了一款具有高功率容量与宽角度扫描特性的C/Ku双频段共口径平面相控阵天线。在同一辐射口径内,相控阵天线包含有基于平面偶极子单元的C波段4×4阵列,以及基于混合零阶谐振贴片单元的Ku波段8×9阵列。所设计的相控阵天线的宽角度扫描性能归功于双频段阵元天线的宽波束辐射特性。下层混合零阶谐振贴片天线既能作为Ku波段的宽波束辐射单元,又能够为C波段的偶极子天线提供零反射相位,进而基于镜像原理拓宽偶极子天线的波束宽度。并且,对天线进行了介质埋入式设计,避免了空气击穿以提高天线系统功率容量。全波仿真结果表明,所提出的共口径相控阵天线在C和Ku双频段均实现了±45°的波束扫描,增益波动小于3 dB,天线阵列在各单元输入功率之和为1 W时功率容量达18.9 MW。