超宽带TEM喇叭天线优化设计与实验

针对用于成像雷达系统的超宽带TEM喇叭天线进行了优化设计,兼顾辐射性能、馈入反射和小尺寸条件,采用平滑渐变结构和加载技术代替原设计,增加了低频电流的回流通道,从而改善了天线的低频特性,增强了其定向辐射能力。在理论分析的基础上对其进行了仿真,并按照仿真结果实际制作了一副天线,对天线进行了测试。仿真与实测结果表明:在电压驻波系数小于2时,该天线具有11∶1的阻抗带宽,较强的辐射能力和良好的定性辐射特性,能够满足雷达系统的需求。     

宽带W波段Flaps天线仿真与设计

设计了一种结合了"十"字和圆环的新型宽带W波段Flaps(Flat Parabolic Surface antenna)天线单元。相比于传统的单层Flaps天线单元,新型单元能获得更宽的相位范围且相移精度更高,能有效拓展天线的带宽。利用这种单元设计了94 GHz的单层Flaps天线,仿真结果显示了较好的带宽性能和方向性,中心频率处增益18.2 dBi,在10.6%的带宽内增益下降小于1 dB,实现了较好的宽带性能,为单层W波段Flaps天线的设计提供了一种新途径。     

等离子体天线色散关系和辐射场数值计算

研究了电磁波沿轴向对称柱形等离子体天线传播的特性、色散关系及辐射方向图、增益等天线参数.通过对腔体材料介电系数、内外半径、等离子体密度、碰撞频率等参数的分析，结果表明要减小波沿等离子体天线传播的衰减，应当增加等离子体密度，减小碰撞频率，增加等离子体半径，减小腔体厚度，采用介电系数较小的材料.计算了在不同参数条件下，等离子体天线的辐射方向图、增益的变化，这些结果对于等离子体天线的设计很有参考价值. 关键词： 等离子体天线 色散关系 增益 辐射方向图     

THE PARAMETRIC VARATIONAL PRINCIPLE AND NON-LINEAR FINITE ELEMENT METHOD FOR ANALYSIS OF ASTROMESH ANTENNA STRUCTURES

针对大型周边桁架式索网天线由拉索拉压模量不同引起的本构非线性和结构大变形引起的几何非线性问题,给出了基于参变量变分原理的几何非线性有限元方法. 首先针对含预应力索单元拉压模量不同分段描述的本构关系,通过引入参变量,导出了基于参变量及其互补方程的统一描述形式,避免了传统算法需要根据当前变形对索单元张紧/松弛状态的预测,提高了算法收敛性. 然后利用拉格朗日应变描述索网天线结构大变形问题,结合几何非线性有限元法,建立了基于参变量的非线性平衡方程和线性互补方程;并给出了牛顿-拉斐逊迭代法与莱姆算法相结合的求解算法. 数值算例验证了本文提出的算法比传统算法具有更稳定的收敛性和更高的求解精度,特别适合于大型索网天线结构的高精度变形分析和预测.     

Brightening single-photon emitters by combining an ultrathin metallic antenna and a silicon quasi-BIC antenna

Bright single-photon emitters(SPEs)are fundamental components in many quantum applications.However,it is difficult to simultaneously get large Purcell enhancements and quantum yields in metallic nanostructures because of the huge losses in the metallic nanostructures.Herein,we propose to combine an ultrathin metallic bowtie antenna with a silicon antenna above a metallic substrate to simultaneously get large Purcell enhancements,quantum yields,and collection efficiencies.As a result,the brightness of SPEs in the hybrid nanostructure is greatly increased.Due to the deep subwavelength field confinement(mode size<10 nm)of surface plasmons in the ultrathin metallic film(thickness<4 nm),the Purcell enhancement of the metallic bowtie antenna improves by more than 25 times when the metal thickness decreases from 20 nm to 2 nm.In the hybrid nanostructures by combining an ultrathin metallic bowtie antenna with a silicon antenna,the Purcell enhancement(Fp≈2.6×10⁶)in the hybrid nanostructures is 63 times greater than those(≤4.1×10⁴)in the previous metallic and hybrid nanostructures.Because of the reduced ratio of electromagnetic fields in the ultrathin metallic bowtie antenna when the high-index silicon antenna is under the quasi-BIC state,a high quantum yield(QY≈0.70)is obtained.Moreover,the good radiation directivity of the quasi-BIC(bound state in the continuum)mode of the silicon antenna and the reflection of the metallic substrate result in a high collection efficiency(CE≈0.71).Consequently,the overall enhancement factor of brightness of a SPE in the hybrid nanostructure is EF?≈Fp×QY×CE≈1.3×10⁶,which is 5.6×10² times greater than those(EF?≤2.2×103)in the previous metallic and hybrid nanostructures.     

二茂铁柠檬酰腙缩聚物的合成、表征及应用

通过1,1’-二乙酰基二茂铁与柠檬酸三甲酰肼缩合,制成了二茂铁柠檬酰腙聚合物(Fc-NM),再在DMF中与金属(M=Cu、Co、Ni、Mn、Zn)醋酸盐配位,制成五种二茂铁酒石酰腙金属配位聚合物(Fc-NM-M)。用IR、TGA、XRD、SEM及介电常数进行表征,结果表明,在适于移动通信应用的0.2-2.0GHz频段,Fc-NM有较高的介电常数(ε‘),较低的介电损耗(ε″),将其制成倒F型微带天线有良好的缩波性能,方向图及较高的增益。因此Fc-NM作为一种天线新材料,可用于小型化、多功能化及高增益的双频微带天线。     

单方环结构左手材料微带天线

设计了一种简单的双面单方环结构左手材料,在4.8–5.25 GHz频率范围内该材料的等效介电常数和等效磁导率同时为负.将此单方环左手材料作为覆盖层,置于中心工作频率为5.0 GHz的微带天线之上. 仿真和实验研究表明:相对普通微带天线而言,覆层微带天线的性能得到了明显改善, E面和H面的半功率波束宽度分别收缩了25°和20°,定向性得到了提高, 5 GHz处的增益提高了3 dB, -10 dB带宽增加了600 MHz. 关键词： 单方环结构 左手材料 微带天线     

近场宽带电场耦合天线的高频结构模拟器软件仿真及性能分析

近场宽带电场耦合天线是一种新型的短距离、高速无线通信天线,它是索尼公司力推的近距离高速无线通信技术——.Transferjet^TM的工作天线.使用高频结构模拟器软件,对一种典型的近场宽带电场耦合天线进行了参数化的结构设计;通过仿真模拟,分析短截线的线长和线宽,以及耦合电极的面积对天线中心频率和工作带宽的影响;分析了天线间的距离和夹角,以及耦合电极的面积,对天线传输损耗和性能的影响.设计了一个满足Transferjet^TM技术指标的小尺寸天线,给出了性能仿真结果.     

斜置平面天线阵的近场-远场方向图分析

从平面近场扫描数据处理原理和平面天线阵方向图理论出发,分析了相对于平面近场扫描平面斜置的平面天线阵方向图.基于斜置平面天线阵的空间结构关系,选择阵面旋转轴与阵面法线形成的平面为性能评估考察平面,发展了一种快速计算性能评估平面方向图的方法.得出该平面与平面近场扫描坐标系单位方向球相交曲线的轨迹参数方程.利用快速傅里叶变换技术,计算出斜置平面天线阵平面近场扫描空间方向图,在此基础上结合轨迹参数方程和二维插值方法解出对应该性能评估平面的方向图数据.数值仿真和实际应用结果表明该分析结论和方法的可靠性与实用性.     

单源单极等离子体天线辐射特性实验研究

为了对等离子体天线进行更深入的研究,必须结合实验获得其真实辐射特性,为此搭建了天线辐射特性测量平台,对单源单极等离子体天线的辐射特性进行了详细的实验研究。通过测量辐射远场区接收天线感应电压数据,得出了天线的辐射方向图、主旁瓣宽度和方向系数;通过与金属天线的辐射场最大值对比,得出了天线的辐射效率;通过测量输入功率和反射功率得出了天线的输入阻抗。此项工作弥补了在等离子体天线研究中实验研究不足的问题。