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共享孔径人工电磁媒质设计及其在高增益低雷达散射截面天线中的应用: 2015年; 提出了一种具有部分反射特性和吸波特性的共享孔径人工电磁媒质(shared aperture metamaterial,SA-MTM).该媒质由上层斜十字金属图案加载集总电阻的吸波表面、下层开条带缝隙金属面的部分反射表面以及中间介质层构成,吸波表面和部分反射表面在垂直维度上共享了一个物理孔径使该媒质同时实现了吸波特性和部分反射特性.将SA-MTM与天线一体化设计,利用SA-MTM的部分反射表面和天线表面构成的法布里-珀罗(Fabry-Perot,F-P)谐振腔提升天线的增益,利用SA-MTM的吸波表面吸收入射电磁波实现低雷达散射截面(radar section cross,RCS)天线的设计.仿真和实验结果表明,SA-MTM的加载使天线的前向增益在5.57—5.94 GHz的工作带宽范围内都提升了3 d B以上,且天线的后向RCS在2—9 GHz范围内都有明显的减缩.该研究成果克服了天线辐射性能和散射性能无法兼顾的矛盾,对高增益低RCS天线的设计具有重要的指导意义.; 李文强曹祥玉高军郑月军杨欢欢李思佳赵一; 关键词：雷达散射截面

高Q值超薄完美吸波体设计方法研究被引量：1: 2013年; 为了增强完美吸波体的吸波性能,提出了一种高Q值超薄完美吸波体的设计方法.该方法将基片集成波导技术与一般完美吸波体设计方法有机结合,通过合理添加金属过孔实现了高Q值的完美吸波体设计.利用该方法设计出了厚度0.0065λ、半波功率带宽5.8%的完美吸波体,其吸波率Q值为33.9,比普通完美吸波体吸波率Q值提升了20%以上;其1.5和3 dBsm的雷达散射截面缩减Q值分别提高了54%和67%以上;同时该方法消除了传统设计中的频率偏移问题.实测与仿真结果表明所设计的吸波体具有高Q值特征,也具有良好的雷达散射截面缩减效果,散射截面缩减最高达14 dBsm.仿真和实测验证了设计方法的可靠性.; 李思佳曹祥玉高军郑秋容杨群张昭张焕梅; 关键词：频率偏移雷达散射截面

基于电磁谐振分离的宽带低雷达截面超材料吸波体被引量：12: 2013年; 基于超材料的电磁谐振特性,设计、制作了一种极化无关的宽带低雷达散射截面(radar cross section,RCS)超材料吸波体.通过场分布和反演法分析了其吸波机理,利用波导法和空间波法测试了其吸波率和RCS特性.理论分析表明:在平面波的作用下,该吸波体对某一吸波频率在不同的位置分别提供电谐振和磁谐振,对不同的吸波频率,利用不同的介质层提供主要的能量损耗,从而有效减弱了电磁耦合,保证了宽频带的强吸收特性.实验结果表明:设计的三层结构吸波体吸波率达90%以上的带宽是单层结构的4.25倍,RCS减缩10 dB以上的带宽为5.1%,其单元尺寸为0.17λ,厚度仅为0.015λ.该吸波体的低RCS特性还具有极化无关、宽入射角的特点,且通过改变吸波体的夹层结构可以实现工作带宽的灵活调节.; 杨欢欢曹祥玉高军刘涛李思佳赵一袁子东张浩; 关键词：雷达散射截面宽带

基于超材料吸波体的低雷达散射截面波导缝隙阵列天线被引量：6: 2015年; 提出利用超材料吸波体减缩波导缝隙阵列天线带内雷达散射截面的设计方法.设计具有超薄(厚度仅为0.01λ,λ为吸波体中心频率对应波长)、无表面损耗层和高吸波率的超材料吸波体,将其加载到波导缝隙天线E面方向辐射缝隙间的金属表面上,并与辐射缝隙保持一定的间距.该加载方式没有破坏天线的口径馈电振幅分布,并利用超材料吸波体对电磁波的强吸收特性降低了天线阵的结构模式项散射.仿真和实验结果表明,加载超材料吸波体后天线阵的反射系数、增益、波瓣宽度保持不变,在x极化和y极化条件下,波导缝隙阵列天线的带内雷达散射截面减缩量均在6 d B以上,且在-25°—+25°范围内天线雷达散射截面均有明显的减缩,鼻锥方向减缩超过10 d B.该研究成果对阵列天线雷达散射截面减缩具有重要的借鉴意义和工程应用价值.; 李文强曹祥玉高军赵一杨欢欢刘涛; 关键词：波导缝隙阵列天线雷达散射截面

一种具有吸波和相位相消特性的共享孔径雷达吸波材料被引量：1: 2014年; 提出了共享孔径雷达吸波材料(shared aperture radar absorbing material,SA-RAM)的设计方法.该方法将无源人工电磁媒质(metamaterials,MTM)的散射问题等效为有源阵列的辐射问题进行研究,利用阵列天线原理对有限周期MTM单元构成的MTM子孔径的位置信息、幅度信息、相位信息进行优化设计,实现具有不同功能的SA-RAM.在此基础上,设计了一种基于人工磁导体(artificial magnetic conductor,AMC)子孔径和完美吸波体(perfect metamaterial absorber,PMA)子孔径的SA-RAM,该SA-RAM通过将AMC子孔径与PMA子孔径交错布阵,实现了具有吸波和相位相消特性的SA-RAM.仿真和实验结果表明,该SA-RAM较金属板的后向雷达散射截面(radar cross section,RCS)在5.5—8.3 GHz都有明显的减缩,在5.54 GHz处的减缩是由于PMA的高吸波率引起的,在7.0 GHz处的减缩是由于AMC子孔径和PMA子孔径相位相消引起的.研究结果对频域和空域隐身相结合的雷达吸波材料设计具有重要的指导意义.; 李文强高军曹祥玉杨群赵一张昭张呈辉; 关键词：人工磁导体雷达散射截面

倾斜波束圆极化天线的CSRR-FS结构设计研究: 2014年; 为了拓展倾斜波束圆极化天线(Circularly Polarized Antenna with Tilted Beam,CPA-TB)的带宽,在分析了该天线结构及其特征的基础上,提出了一种花纹式螺旋臂(Flower-Spiral,FS)协同互补开口谐振环(complementary split ring resontor,CSRR)的CSRR-FS结构.该结构通过FS增加了天线表面电流路径,实现了天线驻波比(voltage standing wave ratio,VSWR)的拓展;利用CSRR改变了低频点反射板的电流分布,实现反射板小型化的同时,减小了天线的交叉极化分量,增强了天线的辐射性能,拓展了天线的轴比带宽.仿真和实测结果表明:与普通的平面反射板相比,在保证圆极化、波束倾角30°的条件下,基于CSRR-FS结构的CPA-TB相对带宽为24%(5.5-7GHz),天线工作带宽拓展了1.8倍.CSRR-FS结构的提出为CPA-TB带宽的拓展提供了新的途径.; 李思佳曹祥玉郑秋容刘涛陈校平; 关键词：圆极化天线

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中国博士后科学基金(2012T50878)