微波传能发射系统电磁辐射安全性研究

无线传能系统工作时在周围空间会激发高频电磁场,因此对无线传能系统有较高的电磁兼容性指标要求.文中通过对无线微波传能系统发射天线周围环境的电磁辐射进行建模和分析,以及微波传能基站对周围环境的电磁影响,研究了无线微波传能发射端周围空间电磁辐射的安全性.发射功率为500 W时,通过计算人体头部的比吸收率值,根据国际射频暴露的安全导则,基于理论分析和仿真实验界定了人体电磁暴露的安全区域,划定基站天线主波束、旁瓣、后瓣的安全距离分别为25 m、3 m、2 m,并给出了无线微波传能基站部署的参考方案,对于无线微波传能的实际应用具有重要的参考意义.     

Design and analysis of doped left-handed materials

We devise three sorts of doped left-handed materials （DLHMs） by introducing inductors and capacitors into the traditional left-handed material （LHM） as heterogeneous elements. Some new properties are presented through finitedifference time-domain （FDTD） simulations. On the one hand, the resonance in the traditional LHM is weakened and the original pass band is narrowed by introducing inductors. On the other hand, the original pass band of the LHM can be shifted and a new pass band can be generated by introducing capacitors. When capacitors and inductors are introduced simultaneously, the resonance of traditional LHM is somewhat weakened and the number of original pass bands as well as its bandwidth can be changed.     

X型超宽带复合左右手传输线设计与仿真

基于X型金属结构,提出了一种超宽带复合左右手传输线材料结构单元,该结构单元由介质板及其两侧反向对称的X型金属结构组成。从分布参数电路理论角度对材料单元的左右手特性成因进行了定性分析;利用等效参数提取法,通过S散射参数提取了该结构单元的相对介电常数和相对磁导率,并结合折射率进一步验证了这种左右手传输线材料的传输特性。仿真结果表明,在电磁波平行于介质板入射的情况下,该结构单元同时存在左右手频带,在S波段表现出超宽带的左手特性,并且在其他多频点处得到了零折射率,从而构造了一种正零负复合媒质材料。     

基于累计量和SPWVD谱对消的物联网OFDM和FH信号识别

Considering the Gaussian asymptotic features of OFDM signals, the identification method of it is proposed in this paper by using the cumulants of the wavelet transform coefficients in different layer in a low SNR circumstance. Furthermore, taking the coexistence of the OFDM and Frequency Hopping (FH) signals into account, a new way to separate FH and OFDM signals is proposed based on SPWVD spectrum cancellation, and it can be used to estimate the FH parameters. The simulation results show that the OFDM and single-carrier signals can be identified with a high correct rate of 95% even at -6 dB SNR; meanwhile, the separation of mixed OFDM and FH signals can be achieved with a low SNR of-6 dB, and FH parameters can be estimated accurately. It shows that the recognition performance is improved by about 5 dB compared with the traditional method.     

基于深度残差神经网络的AES密码芯片电磁攻击研究

基于"分而治之"方法提出了一种在完全未知明文、密文及泄露中间值情况下的电磁泄漏攻击方法.设计深度残差神经网络模型，对基于现场可编程逻辑门阵列（field programmable gate array，FPGA）的密码芯片高级加密标准（advanced encryption standard，AES）加密算法进行了电磁分析攻击.该模型包括数据扩展层和深度残差层两部分.数据扩展层将一维电磁信号数据扩展到二维，有效降低了模型的训练难度；深度残差层是基于残差块的深度神经网络，有效解决了深层网络的收敛难、调优难等问题.在明文和密文完全未知的情况下，仅仅通过采集到的电磁泄漏信号，利用该模型对密钥的最后两位进行了恢复实验，实验结果表明准确率达到了91.8%.在同等条件下，该模型的准确度比支持向量机（support vector machine，SVM）模型提升了近8%.     

基于复杂真实场景的合成孔径雷达原始回波数据的一种模拟方法

在分析并建立合成孔径雷达回波信号离散数学模型的基础上,提出了基于复杂真实反射场影的SAR原始回波信号的叠加在原理,进而提出了一种与传统实现方法不同的SAR原始回波数据的生成方法,并用这种方法进行了初步的建模和仿真,验证了其有效性。     

基于蘑菇型结构的双入射超宽带复合媒质材料设计与分析

通过设计一定的单元结构, 可以实现超宽带人工电磁材料. 基于蘑菇型金属结构, 提出了一种同时具有左右手通带无缝结合的超宽带双入射型复合媒质材料结构单元. 该结构由嵌入到介质板的两个反向对称的蘑菇型金属结构组成, 能够同时引发电谐振和磁谐振而得到左手通带. 通过利用CST软件仿真、等效电磁参数提取、折射率计算以及建立等效磁谐振电路模型等方法, 分析验证了该结构的双入射特性和左手特性. 仿真结果表明, 在电磁波垂直于介质板和平行于介质板入射两种情况下, 在X波段均表现出左手通带特性, 并具有1 GHz以上的左手带宽. 当电磁波垂直于介质板入射时, 在7.2 GHz-9.3 GHz频段为右手通带, 在9.3 GHz-11 GHz频段为左手通带; 当电磁波平行于介质板入射时, 在7.0 GHz-9.0 GHz频段为右手通带, 在9.0 GHz-10 GHz频段为左手通带. 在两种情况下分别于9.3 GHz与9.0 GHz处得到了零折射率, 从而构造了一种正-零-负复合媒质材料, 实现了具有3 GHz带宽的双入射超宽带平衡结构.     

基于缺陷地结构的小型化双频带带通滤波器

提出了一种新型的基于缺陷地结构的双频带带通微带滤波器.缺陷地结构采用双模开口谐振环形式, 并使用不同组合方式的双模开口谐振环产生两个通带.滤波器的两个工作中心频率分别为3.5 GHz和5.8 GHz, 其中第一个频带涵盖了所有全球微波互联接入的应用频段, 第二个频带可以应用于雷达设备.为了进一步证实这款滤波器的性能, 基于Roggers RT5880板材制作了滤波器实物, 整体滤波器的大小仅为20 mm×20 mm, 测量数据和仿真结果吻合较好, 并且有两个传输零点, 可以满足工程上的需要.     

一种模拟生成机载SAR回波数据的方法

本文在分析机载SAR回波信号模型的基础上,提出了一种生成SAR图像回波数据的方法和基于三维目标成像的“同斜距等效性”原理,有效的建立了三维目标的回波信号模型,并对三维目标进行了成像仿真,验证了这种方法的正确性和可行性。从中得出了一些有意义的结论。     

蓝牙平面倒F天线辐射对人体比吸收率仿真

基于可变网格的时域有限差分法,仿真了用于蓝牙通信系统2.4 GHz的平面倒F天线电磁辐射在高保真人体模型中产生的比吸收率分布,分析了天线对人体的影响以及人体对天线辐射的影响.研究的情况是用高保真人体模型模拟蓝牙终端使用者,在胸口的正前方10 mm处放置了蓝牙射频发射平面倒F天线.仿真结果显示,人体对在人体方向60°范围的电磁波产生了20 dB的吸收.天线辐射在人体中的比吸收率分布高的区域位于靠近天线附近的体表,皮肤、肌肉和血液组织的10克组织的平均比吸收率的最大值高于其他组织.对于100 m长距离蓝牙通信系统的天线的最大射频功率100mW,比吸收率最大值小于最新的IEEE安全标准值.