基于矩阵束方法的传输线系统瞬态响应分析

带有频变负载的传输线系统的瞬态响应分析是电磁兼容领域的一个重要内容,特别是对于频变负载网络较为复杂或内部结构不清晰的情况,其瞬态响应的分析较为困难。本文首先在采样频率点处对频变负载端口导纳进行测量或计算得到相应的采样导纳,并采用有理函数逼近的方式对端口导纳进行等效;之后采用矩阵束(MPM)方法求解出有理逼近函数所需的极点和留数,并将其代入到分段线性递归卷积(PLRC)技术中,实现传输线和频变负载连接点处电压的分段线性递归卷积表达;最后,结合传输线方程实现带有频变负载的传输线系统的瞬态响应分析,并通过2个算例对所提方法的性能进行验证。结果表明,所提方法在计算精确度上具有明显的优势。     

基于吸聚一体的低散射传输型透镜设计

通过传输型超表面透镜与电路模拟雷达波吸收器的集成设计,提出了一种兼具透射波前变换与带外雷达散射截面减缩特性的微波复合材料设计方法。透镜采用亚波长分布的周期性单元,由梯度相位补偿对透射波进行调节,进而获得平面波前与球面波前之间的互易变换。并且,使用透镜在波前变换频带以外低频端的反射特征,结合单个有耗层设计,构造了电路模拟吸波器。选用一副缝隙耦合馈电的微带贴片天线单元作为初级馈源天线,观察到复合材料的波前变换特性可在宽频带范围内产生主瓣增益增强效果。与透镜相比,电路模拟吸波器的引入使得复合材料针对TE与TM极化分别可在130.68%与155.11%的频率范围内获得雷达散射截面减缩效果。通过全波模拟和实验测量,验证了辐射增益增强与雷达散射截面减缩效果,表明了复合材料吸聚一体设计的有效性。     

基于介质谐振器的薄导电板侧向回射增强设计

该文提出了基于无源介质谐振器腔内磁偶极子谐振的准超方向性再辐射,旨在增强薄导电板受到平面电磁波侧向照射时的后向散射截面。在平面电磁波激励下,设计适当的长方介质体中可诱导产生具有磁偶极子再辐射特征的混合电磁谐振模式。以长方介质体为基本谐振单元,将两个相同的介质体沿入射波传播方向紧密级联以组成一个超单元。超单元的两个介质体中的磁场强度与电场强度矢量均呈现相反的方向且相近的幅度,接近等幅而反相的内部场分布使超单元类似一个二元准超方向性磁偶极子阵列,由此产生的准超方向性再辐射有效地贡献于后向散射截面增强。进一步,由镜像原理,将超单元剖面厚度减半并加载于薄导电板表面。结果表明,剖面厚度仅为0.078λ₀的介质谐振器形成基于磁偶极子的准超方向性再辐射,在谐振频率处可显著修改薄导电板的侧向回射特性,进而在相对宽带宽角范围内对侧向入射波实现有效的后向散射截面增强。     

基于有源超表面的导电板雷达截面增强捷变设计

提出了一种使用散射方向图的动态可重构以实现雷达散射截面增强的捷变设计方法。结合变容二极管加载,使用具有嵌入式偏置回路的物理单元,所提出的有源超表面可以在具有梯度电压的外加直流偏置下,对平面电磁波的正入射或斜入射产生可电调的反射系数相位分布,以达到对反射波角度的灵活重定向,进而有助于单站或双站雷达散射截面增强的捷变效果。以导电平板为例,对三种不同的入射反射场景进行了计算与全波仿真,在设计频率10 GHz处,所提出的设计产生了可重构的散射方向图,表明了该设计对反射波角度的实时控制,并结合实验测量验证了单站与双站雷达散射截面的有效增强结果。     

基于电磁拓扑的配电网络雷电过电压分析

将适用于复杂系统各个节点电磁响应同步求解的电磁拓扑方法引入到配电网络雷电过电压问题的分析中。首先,给出了传输线网络的BLT方程及其元素构建方法;然后,通过一个复杂的配电网络对电磁拓扑的分析流程进行了详细说明,并重点展示了理想节点散射矩阵的求解步骤。结果表明：电磁拓扑方法可以应用在配电网络节点雷电过电压的分析中,其计算结果与CST的结果非常吻合,且耗时远远低于CST。     

基于磁偶极子加载的机翼后向散射增强设计

针对掠入射条件下机翼的后向雷达散射截面增强问题,提出了一种基于磁偶极子谐振的低剖面加载设计。由两个在平面电磁波激励下腔内产生磁偶极子谐振的介质谐振器紧密级联构成具有增强散射特性的超单元,两个介质谐振器内部接近等幅反相的电场与磁场分布形成准超方向性再辐射,由此贡献于后向雷达散射截面增强。进一步,结合镜像原理,将超单元以组阵方式贴附于机翼节段侧立面与下表面,以对φ极化和θ极化掠入射波实现后向雷达散射截面增强。全波仿真结果表明,对于φ极化和θ极化的15°掠入射波,通过超单元阵列加载,机翼节段在设计频率9 GHz处的后向雷达散射截面分别得到了13.34 dB和19.27 dB的增强。对所加工样件的后向雷达散射截面进行了实验测量,实测结果和全波仿真结果吻合良好,验证了该设计的有效性。     

传输线电磁脉冲耦合问题研究综述

传输线是各种电子电气设备中的常见结构,是信号传递、能量传输的重要通道,同时也是电子电气系统中极易受到外界电磁脉冲干扰的对象之一。电磁脉冲与传输线之间的耦合问题一直是国内外研究者关注的一个热点。文章介绍了低频情况下研究场线耦合问题的经典传输线模型,并对基于传输线模型的BLT方程、SPICE等效电路模型发展历程、研究现状进行了较为详细的分析和总结,同时梳理了传输线方程FDTD解法的发展脉络。之后,简要介绍了高频情况下常用的场线耦合模型。最后,就当前场线耦合问题中被广泛关注的部分热点问题进行了分析和讨论,并指出了一些亟待完善的地方。