混合高低频电磁软体模拟天线在超大型结构体下之射

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基于电磁超材料的高性能天线技术研究

基于电磁超材料的高性能天线技术研究基于电磁超材料的高性能天线技术研究摘要：电磁超材料是一种新型材料，具有特殊的电磁性质，被广泛应用于天线技术研究中。

本文将探讨基于电磁超材料的高性能天线技术，并介绍其原理、制备方法和应用前景。

一、引言天线作为无线通信系统的核心组成部分，其性能直接影响着通信质量和系统可靠性。

传统天线通常基于导体材料设计制造，受到材料性能的限制，其性能和功能较为有限。

而电磁超材料的出现给天线技术带来了巨大的突破。

二、电磁超材料的特性1.负折射：电磁超材料具有负折射特性，即电磁波在材料中传播时呈现出与常规材料相反的折射行为。

这一特性可以用来优化天线的辐射性能，实现更高的增益和更广的波束宽度。

2.吸波降噪：电磁超材料在特定频率范围内可以吸收辐射能量，起到吸波降噪的作用。

通过将电磁超材料应用于天线的辐射结构中，可以有效降低天线的回波损耗和杂散辐射，提高通信质量。

3.波导效应：电磁超材料可以通过控制电磁波的传播路径和幅值来实现波导效应，从而实现尺寸远小于波长的天线设计。

这为微小天线和集成天线的制作提供了新的思路和方法。

三、基于电磁超材料的天线设计方法1.天线结构优化：通过将电磁超材料的特性引入到天线的结构设计中，可以实现天线的高增益、宽带和低副瓣等性能指标的优化。

例如，可以通过选择合适的电磁超材料，设计出宽带天线，提高天线的频率响应范围。

2.电磁超材料天线阵列：通过将电磁超材料应用于天线阵列结构中，可以实现波束的调控和电磁波的指向性辐射。

这一方法可以用于实现多波束的天线系统，提高通信系统的容量和覆盖范围。

3.多功能天线设计：电磁超材料的特性可以用于实现多功能天线的设计。

例如，通过在电磁超材料表面引入可调谐器件，可以设计出具有调频调相功能的天线，满足不同通信要求。

四、电磁超材料的制备方法1.基于金属结构的制备：金属结构是电磁超材料的典型制备方法之一，通过精确控制金属结构的尺寸、形状和排列方式，可以实现对电磁波的控制和调控。

基于石墨烯太赫兹频段超材料天线的设计与研究

基于石墨烯太赫兹频段超材料天线的设计与研究
随着科技的发展，在微波、太赫兹频段中应用石墨烯太赫兹频段超材料天线被越来越多的研究技术热点所关注。

石墨烯被认为是下一代技术的重要元素，其在电磁场处理、高效过滤等应用中能够提升系统性能。

因此，本文探讨了基于石墨烯太赫兹频段超材料天线的设计与研究。

二、研究内容
首先，本文介绍了石墨烯太赫兹频段超材料天线的基本原理，这种天线主要利用石墨烯的电磁波透射特性，采用太赫兹频段元件的结构来构成超材料天线。

研究人员分析了基本结构图，发现其通过平板结构来增强辐射性能，使结构正交至入射电磁波，从而提高收发器的辐射效率。

其次，本文详细介绍了石墨烯太赫兹频段超材料天线的电口特性，包括斯滕伯格常数和穿过系数，以及电阻的影响。

在实验过程中，研究人员采用不同参数设计，并且通过测试有效验证了石墨烯太赫兹频段超材料天线的辐射性能。

此外，本文还研究了石墨烯太赫兹频段超材料天线的可塑性特性，分析了这种天线在实际应用中可以进行多次调节，以满足不同条件下系统的要求。

最后，本文提出了以下几点总结和建议：（1）石墨烯太赫兹频段超材料天线在微型化方面有很大的优势，可以满足多种复杂的电磁环境应用；（2）该天线可以通过加大板式厚度来提高电磁屏蔽效果；（3）
未来研究应更好地整合电磁物理、微波、模拟电路设计、仿真技术等多个学科，以提升超材料天线的技术综合性能。

三、结论
本文通过对石墨烯太赫兹频段超材料天线的研究，深入探讨了其基本原理、电口特性、可塑性特性等，可以为实际应用提供参考。

未来的研究将更好地建立和深入研究石墨烯太赫兹频段超材料天线的特性，以提高其应用前景。

左手材料在天线中的运用

左手材料在无线通信领域的应用前景
总结词
详细描述
左手材料在无线通信领域具有广泛的应用前景，将为无线通信技术的发展带来革命性的变革。
左手材料的特殊电磁特性使其在无线通信领域具有广泛的应用价值，例如在提高无线通信设备的灵敏度、信号传输速度和抗干扰能
力等方面，都将发挥重要作用。
左手材料在雷达系统中的应用前景
左手材料的特性
这种材料具有负的折射率，对电磁波的传播方向与电场和磁场的方向都与常规右手材料相反。
左手材料的分类
根据左手材料的特性，可以将其分为活性左手材料和被动左手材料。
02
左手材料在天线设计中的优势
提高天线效率
左手材料的高电导率和磁导率可以减少电磁波在传播过程中的能量损失，提高电磁波的传输效率，从而提高天线的效率。
• 制造方法：目前常用的制造方法包括真空蒸发沉积、纳米压印、化学气相沉积等，但这些方法普遍存在效率低、成本高的问题。
• 尺寸控制：制造过程中对左手材料尺寸的控制也是一大挑战，尤其是对于纳米级别的材料。
• 解决策略：研究者们正在开发新的制造工艺，以提高加工效率并降低成本。例如，利用先进的纳米压印和化学气相沉积技术，可以更精确地控制材料的尺寸和形状。此外，通过引入新型设备，也能提高生产效率。
通过利用左手材料的特殊性质，可以将电磁波聚集在特定的方向上，提高天线的发射效率和接收灵敏度。
降低天线的雷达散射截面
左手材料可以改变电磁波的传播方向，使电磁波散射到各个方向，从而降低天线的雷达散射截面。
VS
降低天线的雷达散射截面可以减少被敌方雷达发现的可能性，提高天线的隐蔽性和生存能力。
03
THANK S感谢观看
左手材料的特殊性质可以改变电磁波的相位和振幅，使天线更加高效地发射和接收电磁波。

高超声速飞行器多物理场耦合问题建模与分析

2023-11-06CATALOGUE目录•引言•高超声速飞行器多物理场耦合模型•高超声速飞行器多物理场耦合数值模拟•高超声速飞行器多物理场耦合问题分析•高超声速飞行器多物理场耦合问题优化设计•结论与展望01引言研究背景与意义高超声速飞行器在国防、科技和商业领域具有重要应用价值，如高超声速巡航导弹、高超声速飞机等。

多物理场耦合问题是高超声速飞行器设计面临的重大挑战之一，涉及气动、热、结构等多个物理场的相互影响。

研究多物理场耦合问题对提高高超声速飞行器的性能、安全性和可靠性具有重要意义。

010203研究现状与发展国内外学者针对高超声速飞行器多物理场耦合问题开展了广泛研究，提出了许多建模与求解方法。

然而，由于高超声速飞行器多物理场耦合问题的复杂性，仍存在许多挑战需要进一步解决。

随着计算技术和数值方法的不断发展，多物理场耦合问题的研究将更加深入，为高超声速飞行器的设计提供更加有效的手段。

02高超声速飞行器多物理场耦合模型建模方法与原理耦合模型分类根据耦合程度和物理场类型，可将高超声速飞行器多物理场耦合模型分为强耦合模型、弱耦合模型和混合耦合模型。

建模原理利用物理和数学方法，建立能够描述各物理场之间相互作用和影响的数学模型，并进行数值模拟和实验验证。

常用软件ANSYS、FLUENT、MATLAB、COMSOL等。

气动-热-结构耦合模型热效应对气动性能的影响结构变形会改变飞行器的气动外形，进而影响飞行器的气动性能。

建模方法采用有限元法和有限差分法等数值方法，进行耦合求解。

气动外形对温度场的影响高超声速飞行时，气动加热会导致飞行器表面温度升高，进而影响结构强度和刚度。

03建模方法采用多学科耦合方法和控制理论进行建模和仿真分析。

气动-推进-控制耦合模型01推进系统对气动性能的影响火箭发动机的推力、燃料消耗等会影响飞行器的气动外形和气动性能。

02控制系统的气动效应控制面、控制机构等的气动效应会影响飞行器的气动性能和控制精度。

PAM-CEM三维电磁仿真软件介绍

PAM-CEM三维电磁仿真软件介绍一、概述随着电子设备使用的增加，完全真实的电磁兼容(EMC) 测试只能在产品样机进行，EMC问题常常在产品开发的后续阶段才会出现，这也就预示着要进行昂贵和耗时的设计迭代。

因此，在设计早期阶段掌握EMC兼容性变为一个关键的技术问题，数值EMC作为一个使电磁兼容更快更高效解决的途径而出现。

ESI集团根据工业中从低频到中高频的实际电磁/电磁兼容问题，提出了完整的全频段的解决方案：PAM-CEM/Visual-CEM用于解决中高频EMC/EMI电磁兼容问题;CRIPTE用于解决线缆网络的电磁兼容问题;SYSMGNA 用于解决低频特性的电磁问题。

而PAM-CEM与CRIPTE软件的完全耦合功能，更是对于具有复杂线缆网络的设备提供了完整的电磁兼容解决方案。

二、PAM-CEM 软件包随着工业部门的电子设备日益复杂，预测及控制电磁干扰现象的能力对保证系统操作的可靠性是必要的，尤其是关系到安全性和保密性的情况，而PAM-CEM解决方案就是能够解决实际EMC问题的关键手段。

PAM-CEM解决方案由专门从事电磁场仿真计算达20年的专家团队开发，专门用于EMC的仿真测试。

其开发目标是在设计的早期阶段选择更加真实的模型，进行电磁兼容(EMC)模拟仿真，从而预测系统或设备可能的机能问题，并立即仿真结果采取措施。

PAM-CEM电磁兼容解决方案可以解决的问题包括：电磁辐射(EMR)和电磁干扰(EMI)问题(近场);天线、雷达对仿真分析对象的辐射模式问题(远场);机载/车载设备对外来入侵电磁干扰的抗干扰度问题;大型装备系统对外界环境(电磁污染)的电磁辐射(EMR)等问题;由内部布线引起的电磁干扰(EMI)、扰动电磁敏感性(EMS)、线缆屏蔽效果等问题;具有复杂线缆网络设备下3D模型与线缆网络耦合电磁仿真分析的电磁辐射与电磁敏感问题。

该解决方案软件已广泛用于交通运输工业(汽车和火车)、航空航天、通信和电子等领域。

超构表面自由调控电磁波——记2019年度国家自然科学奖二等奖项目“超构表面对电磁波的调控”

周磊团队的项目从萌芽到开花结果，正好跨越了新世纪前的20年，也见证了国家科研环境的巨大转变与物理学科的飞速发展。“我们赶上了好时机。”周磊说道。从前十年跟踪国际前沿的“跟跑”，到如今的“并跑”甚至是“局部领跑”，中国的物理学科随着国家投入与人才储备的增长，不断发展提高，如今到了成果辈出的时刻。“要永远保持好奇心。” 周磊对即将站上国际舞台的中国青年科技工作者们有着很高的期许，“为全人类探索物理真知，做好科学家该做的事。”
周磊认为，打通从基础研究到现实应用这一条线对于服务国家重大需求而言非常重要。“这不仅需要科研人员的努力，同时也需要政府及产
业界的共同协作与支持。”在当今国际竞争激烈的环境下，通过产学研结合，真正了解国家需求，将基础前沿的科研成果落到实处，是目前团队最为期待的未来发展路径。
科学精神：永远保持好奇心
这些原创性科研成果在理论上颠覆了对电磁规律的传统认知为自由调控电磁波提供了理论和实验基础实现了众多三维超构材料无法企及的电磁波调控新现象超பைடு நூலகம்表面已经成为超构材料领域的主流方向
展示│Exhibition
超构表面：自由调控电磁波
—— 记2019年度国家自然科学奖二等奖项目“超构表面对电磁波的调控”
本刊记者张立红 □ 吕艾雨
团队利用人工设计的超构表面，突破了自然材料对电磁波调控能力
周磊(右二)及团队成员在人民大会堂外合影
弱的缺陷，实现了对电磁波的偏振、波前、相位等特性的自由高效调控。这些原创性科研成果在理论上颠覆了对电磁规律的传统认知，为自由调控电磁波提供了理论和实验基础，实现了众多三维超构材料无法企及的电磁波调控新现象，超构表面已经成为超构材料领域的主流方向。团队完成的 “超构表面对电磁波的调控”项目荣获2019年度国家自然科学奖二等奖。

一种基于重构结构的超宽频带低RCS等离子体天线[实用新型专利]

专利名称：一种基于重构结构的超宽频带低RCS等离子体天线专利类型：实用新型专利
发明人：贾丹,耿京朝,何其洪
申请号：CN201921020636.7
申请日：20190702
公开号：CN209766644U
公开日：
20191210
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种基于重构结构的超宽频带低RCS等离子体天线，包括高频段天线、通断开关和位于高频段天线上方设置有可调控天线的工作频段及具有低RCS特性的等离子天线，通断开关衔接在高频段天线与等离子天线之间；等离子天线包括底盘、等离子栅阵，等离子栅阵配装在底盘上方，等离子栅阵通过通断开关电与高频段天线连通，隐身性能好，动态可调性强，互耦效应低的特点。

申请人：中国电子科技集团公司第五十四研究所
地址：050081 河北省石家庄市中山西路589号天伺部
国籍：CN
代理机构：河北东尚律师事务所
代理人：王文庆
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超低频水下发射天线的可行性研究

ｆａｃｅ（０ —１００ｋｍ／５０００ｋｍａｎｄｚ一１００ｍ）ｗｉｔｈｏｎｅＳＩＦｄａｔａｏｆｔｈｅＵＳ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｉｓｔｈａｔｉｎｔｈｅｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅｆｉｅｌｄ，ｉｔｉｓｈａｒｄｌｙｒｅａｌｉｚｅｄｗｉｔｈｕｎ —
ＴＭ１５１中图分类号
ＦｅａｓｉｂｉｌｉｔｙＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＵｎｄｅｒｗａｔｅｒＳＬＦＴｒａｎｓｍｉｔｔｉｎｇＡｎｔｅｎｎａｓ
ＹＡＮＸｉａｏｗｅｉ
应用前景。
本文在分析超低频发射天线现状和发展的基础上，研究了超低频电磁波从海水传人大气时，在海面处发生的反射和透射，穿透海面的能量集中在界面附近，沿两种介质分界面传播的侧面波的近似计算公式。通过对比近场和远场时海水中ｒｗａｔｅｒａｎｔｅｎｎａｂｅｌｏｗ１００ｍ．Ｂｕｔｉｎｔｈｅｎｅａｒｆｉｅｌｄ，ｏｎｌｙａｓｈｏｒｔａｎｔｅｎｎａｉｓｅｎｏｕｇｈａｓｔｈｅｓａｍｅｔｒａｎｓｍｉｔｔｉｎｇｃｕｒｒｅｎｔ，ｗｈｉｃｈｗｉｌｌｇｒｅａｔｌｙｒｅ — ｄｕｃｅｔｈｅｃｏｓｔｏｆＳＩＦｔｒａｎｓｍｉｔｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅｕｎｄｅｒｗａｔｅｒａｎｔｅｎｎａｉｓｄｉｆｆｉｃｕｌｔｔｏｂｅｆｏｕｎｄ．Ｉｔｈａｓｅｘｃｅｌｌｅｎｔｖｉａｂｉｌｉｔｙａｎｄｆｌｅｘｉｂｉｌｉｔｙ．ＫｅｙＷｏｒｄｓｔｒａｎｓｍｉｔｔｉｎｇａｎｔｅｎｎａ，ｓｕｐｅｒｌｏｗｆｒｅｑｕｅｎｃｙ，ｌａｔｅｒａｌｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｗａｖｅｓ，ｎｅａｒｆｉｅｌｄ，ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅｆｉｅｌｄ

电磁仿真与加工测试结合的可重构天线创新实验设计

ＩＳＳＮ１００６－７１６７ＣＮ３１－１７０７／ＴＲＥＳＥＡＲＣＨＡＮＤＥＸＰＬＯＲＡＴＩＯＮＩＮＬＡＢＯＲＡＴＯＲＹ　第４０卷第１期　Ｖｏｌ．４０Ｎｏ．１２０２１年１月Ｊａｎ．２０２１　ＤＯＩ：１０．１９９２７／ｊ．ｃｎｋｉ．ｓｙｙｔ．２０２１．０１．０２６电磁仿真与加工测试结合的可重构天线创新实验设计刘北佳，　林　澍，　李鸿志，　刘金龙，　邱景辉（哈尔滨工业大学电子与信息工程学院，哈尔滨１５０００１）摘　要：实验教学是培养学生实践能力、创新精神和综合素质不可替代的重要环节。

现有课程实验普遍存在学时少、验证性实验为主、内容陈旧等问题，在一定程度上难以实现个性化培养高质量人才的目标。

探索基于电磁仿真和加工测试结合的可重构天线新实验设计，将科研成果转化为创新实验教学资源，培养学生创新意识、用科研方法解决复杂工程问题的能力。

研究结果将为高校贯彻精英教育理念、培养拔尖创新人才和建设具有“高阶性、创新性、挑战度”的创新实验课程提供借鉴。

关键词：创新实验；电磁仿真；加工测试；可重构天线中图分类号：Ｇ６４２；ＴＮ８２０文献标志码：Ａ文章编号：１００６－７１６７（２０２０）１２－０１２６－０４ＩｎｎｏｖａｔｉｖｅＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌＤｅｓｉｇｎｏｆＲｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅＡｎｔｅｎｎａＢａｓｅｄｏｎＥｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃＳｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄＭａｃｈｉｎｉｎｇＴｅｓｔＬＩＵＢｅｉｊｉａ，　ＬＩＮＳｈｕ，　ＬＩＨｏｎｇｚｈｉ，　ＬＩＵＪｉｎｌｏｎｇ，　ＱＩＵＪｉｎｇｈｕｉ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨａｒｂｉｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈａｒｂｉｎ１５０００１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｔｅａｃｈｉｎｇｉｓａｎｉｒｒｅｐｌａｃｅａｂｌｅｐａｒｔｆｏｒｃｕｌｔｉｖａｔｉｎｇｓｔｕｄｅｎｔｓ＇ｐｒａｃｔｉｃａｌａｂｉｌｉｔｙ，ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅｓｐｉｒｉｔａｎｄｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｑｕａｌｉｔｙ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅｒｅａｒｅｍａｎｙｐｒｏｂｌｅｍｓｉｎｔｈｅｅｘｉｓｔｉｎｇｃｕｒｒｉｃｕｌｕｍｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ，ｓｕｃｈａｓｔｈｅｏｕｔｄａｔｅｄｍａｉｎｃｏｎｔｅｎｔｏｆｔｈｅｃｏｎｆｉｒｍａｔｏｒｙｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｗｉｔｈｌｅｓｓｃｌａｓｓｔｉｍｅ，ｔｈｅｓｅｃａｎｎｏｔｇｉｖｅｐｌａｙｔｏｔｈｅｇｏａｌｏｆｐｅｒｓｏｎａｌｉｚｅｄｔｒａｉｎｉｎｇｏｆｈｉｇｈｑｕａｌｉｔｙｉｎｎｏｖａｔｉｖｅｔａｌｅｎｔｓ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｅｘｐｌｏｒｅｓｔｈｅｉｎｎｏｖａｔｉｖｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｄｅｓｉｇｎｏｆｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅａｎｔｅｎｎａｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｏｆｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｔｅｓｔ，ｃｏｎｖｅｒｔｓｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃｒｅｓｅａｒｃｈｒｅｓｕｌｔｓｉｎｔｏｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｔｅａｃｈｉｎｇｒｅｓｏｕｒｃｅｓｆｏｒａｎｔｅｎｎａｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ，ｉｎｓｐｉｒｅｓｓｔｕｄｅｎｔｓｔｏｃｏｎｄｕｃｔｉｎｎｏｖａｔｉｖｅａｃａｄｅｍｉｃｒｅｓｅａｒｃｈａｎｄｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｐｒａｃｔｉｃｅｔｒａｉｎｉｎｇ，ａｎｄｃｕｌｔｉｖａｔｅｓｓｔｕｄｅｎｔｓ’ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅｃｏｎｓｃｉｏｕｓｎｅｓｓｉｎｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃｒｅｓｅａｒｃｈｍｅｔｈｏｄｓａｎｄａｂｉｌｉｔｙｔｏｓｏｌｖｅｃｏｍｐｌｅｘｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｐｒｏｂｌｅｍｓ．Ｉｔｍａｙｐｒｏｖｉｄｅａｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｔｈｅｉｎｎｏｖａｔｉｖｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｃｏｕｒｓｅｏｆｃａｒｒｙｉｎｇｏｕｔｔｈｅｉｄｅａｏｆｅｌｉｔｅｅｄｕｃａｔｉｏｎａｎｄｃｕｌｔｉｖａｔｉｎｇｔｏｐｎｏｔｃｈｉｎｎｏｖａｔｉｖｅｔａｌｅｎｔｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ；ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；ｍａｃｈｉｎｉｎｇｔｅｓｔ；ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅａｎｔｅｎｎａ收稿日期：２０２００２０２基金项目：黑龙江省高等教育教学改革研究项目（ＳＪＧＹ２０１９０１７６）；黑龙江省高等教育教学改革研究项目（ＳＪＧＹ２０１８０１１８）；黑龙江省教育科学“十三五”规划重点课题（ＧＪＢ１３１９０３５）作者简介：刘北佳（１９８８－），女，黑龙江佳木斯人，博士，工程师，主要研究方向为电子信息类实验教学、可重构介质谐振天线和毫米波太赫兹成像技术。

宽带高精度GNSS双频柱状螺旋天线

宽带高精度GNSS双频柱状螺旋天线作者：李晓鹏李锐雄高伟来源：《现代信息科技》2022年第01期摘要：文章設计了一种GNSS双频宽带多臂螺旋天线，采用精度高、成本低的激光雕刻工艺，将螺旋臂加载在介质支架上。

为了提高增益，在低频辐射臂顶端加载新型短路结构，引入四条寄生臂形成耦合谐振，拓展低频段的工作带宽。

测试结果表明，在1.175～1.267 GHz、1.517～1.624 GHz频段内增益大于1 dBi，两个频段内的最高增益分别为4.09 dBi、2.8 dBi，高低频段3 dB轴比波束宽度分别为190°、195°。

由此得知该天线能覆盖四大卫星导航系统所有频点，满足GNSS精确测量设备的需求。

关键词：螺旋天线;导航系统;宽带;短路结构;寄生中图分类号：TN823+.31 文献标识码：A文章编号：2096-4706（2022）01-0048-05Abstract： In this paper， a dual-frequency wideband multi-arm antenna is designed. The helical arm is loaded on the dielectric support by using the laser engraving process with high precision and low cost. In order to improve the radiation gain of the antenna， a novel short-circuit structure is loaded on the top of the low-frequency radiating arms. Four parasitic arms are introduced to form a coupling resonance and expand the working bandwidth of low frequency band. The test results show that the gains are greater than 1 dBi in the frequency bands of 1.175～1.267 Ghz and 1.517～1.624 Ghz， and the peak gains reach 4.09 dBi and 2.8 dbi， respectively. The 3 dB axial ratio beamwidths of the high and low frequency band reach 190° and 195°， respectively. Therefore， it is known that the antenna can cover all frequency points of the four satellite navigation systems and meet the requirements of GNSS accurate measurement equipment.Keywords： spiral antenna; navigation system; windband; short-circuit structure; parasitic0 引言全球卫星导航系统（Global Navigation Satellite System， GNSS）在精准定位服务领域应用范围极其广泛。

超材料天线在舰船高功率微波中的应用

超材料天线在舰船高功率微波中的应用一、舰船高功率微波系统概述舰船高功率微波系统是一种利用微波能量对敌方设备和通信系统进行干扰和压制的武器系统。

它通过发射高功率微波脉冲，能够毁坏目标设备的电子元器件，从而实现对敌方通信系统、雷达系统等电子设备的干扰和摧毁。

舰船高功率微波系统具有“无杀伤、无毒害、无污染”的特点，不仅能够有效地打击敌方电子设备，还能够减少对目标本身的破坏，因此受到了军事界的广泛关注。

二、超材料天线的特点和优势1. 宽工作频率范围：超材料天线在工作频率范围内具有均匀的电磁场分布特性，能够有效地实现宽频带通信和干扰。

2. 高辐射效率：由于超材料的特殊结构和性质，超材料天线在发射和接收时能够提高辐射效率，使得其在传输距离和接收灵敏度上具有显著的优势。

3. 抗干扰能力强：超材料天线在高功率微波环境下具有良好的抗干扰能力，能够有效地抵抗外界干扰和噪声干扰，保障通信和导航系统的正常工作。

4. 多功能集成：超材料天线还具有多功能集成的优势，可以同时实现通信、导航、雷达和高功率微波系统等功能，实现设备的高度集成和优化。

舰船高功率微波系统需要具备高功率、宽频带、良好的辐射效率和抗干扰能力等特点，超材料天线正是满足这些要求的理想选择。

在舰船高功率微波系统中，超材料天线的应用主要体现在以下几个方面：1. 高效传输：舰船高功率微波系统需要能够对目标实现高效的微波传输，超材料天线的宽工作频率范围和高辐射效率使得其能够在不同频段和距离上实现高效的微波传输。

2. 干扰压制：舰船高功率微波系统的一个重要作用就是对敌方通信系统和雷达系统进行干扰，超材料天线的抗干扰能力强，可以有效地抵抗外界干扰和噪声干扰，实现对敌方设备的精准干扰压制。

舰船高功率微波系统对于舰船作战具有重要的意义，而超材料天线作为该系统的重要组成部分，具有以下几点重要意义：1. 提高系统性能：超材料天线具有宽频带、高效传输、良好的抗干扰能力等特点，能够有效地提高舰船高功率微波系统的传输性能和干扰压制能力，提升系统的整体性能。

模块化桁架机构动力源的设计和优化方法

———————————————收稿日期：2021-05-06基金项目：国家重点研发计划（2020YFB2007600）模块化桁架机构动力源的设计和优化方法李志勇1，林秋红2，盆洪民*,1，曹子振1（1.天津航天机电设备研究所，天津 300458；2.北京空间飞行器总体设计部，北京 100094）摘要：模块化桁架机构其动力源系统由于需兼顾多自由度、最简原则、可扩展性和空间环境，需要在应用中进行优化设计。

本文针对一种模块化的多自由度空间可展开桁架机构，分析了模块化机构特性，包括单模块机构自由度和多模块机构组合特性，具体介绍了动力源的设计过程和优化方法，基于动力学虚拟样机技术进行了有源动力源与无源动力源的参数匹配性优化设计，提高了模块化机构的展开动力学特性和稳定性，降低了对主动动力源的功率需求。

关键词：模块化；展开机构；动力学仿真；动力源中图分类号：V211.3 文献标志码：Adoi ：10.3969/j.issn.1006-0316.2022.02.008文章编号：1006-0316 (2022) 02-0054-07Optimization Design of the Power Source for Modular Truss MechanismLI Zhiyong 1，LIN Qiuhong 2，PEN Hongmin 1，CAO Zizhen 1( 1.Tianjin Institute of Aerospace Mechanical and Electrical Equipment, Tianjin 300458, China;2.Beijing Institute of Spacecraft System Engineering, Beijing 100094, China )Abstract ：Power source system of modular truss mechanism needs to be optimized in application for catering its multi-degree of freedom, minimalist principle, scalability, and space environment requirements. In this paper, the design process and optimization method of power source for a modular deployable truss mechanism with multi-degree of freedom is introduced. Based on dynamic virtual prototype technique, the optimization design of active power source and passive power source for acquiring matched parameters is performed. The results show that proposed method can improve the deployable dynamic characteristics and stability of modular mechanism and reduce the power demand of active power source.Key words ：modular ；deployable mechanism ；dynamics simulation ；power source随着卫星SAR （Synthetic Aperture Radar ，合成孔径雷达）天线口径的日益增大，平面天线展开机构的规模和复杂程度也迅速提高，模块化桁架机构以其单一构型、大收纳比、良好可扩展性和高集成效率成为大型空间展开机构的热点[1-3]，而模块化机构展开动力源的设计由于存在多自由度、系统柔性大引起模块间动力传递延迟等问题成为研究难点之一[4]。

利用拖尾能量提高蝶形天线辐射效率

㊀㊀蝶形天线由于具有带宽大、几何结构简单等优良特性，被广泛应用于脉冲探地雷达（Ｇｒｏｕｎｄ，ＧＰＲ）中ＰｅｎｅｔｒａｔｉｎｇＲａｄａｒ
［１］
低的拖尾振荡往往要付出辐射效率低下的代价。为此，一些学者从不同方面提出了提高辐射效率的方法。一类方法是通过改善馈点处的阻抗匹配
雷达中，主脉冲的峰值（即极值点绝对值的最大者）就是衡量天线辐射效率最直接的指标
［５］
。拖
尾虽然占据了主要的辐射能量，但它的存在会掩盖目标回波，在实际应用中需要被抑制掉，而最有效的抑制方法即是通过阻抗加载吸收掉拖尾
［６］
，
２０１２－１１－２７收稿日期：基金项目：国家部委资助项目作者简介：王建（１９８５ —），男，湖南湘潭人，博士研究生，Ｅｍａｉｌ：ｗａｎｇｊｉａｎ８５＠ｙａｈｏｏ．ｃｎ；Ｅｍａｉｌ：ｙ．ｓｕ＠ｙｅａｈ．ｎｅｔ粟毅（通信作者），男，教授，博士，博士生导师，
图３㊀辐射脉冲的空间组成Ｆｉｇ．３㊀Ｒａｄｉａｔｉｏｎｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｓｐａｃｅ
当天线足够长后，主脉冲和拖尾就能在时间上分离开来，图４举例说明了一长度为Ｌ＝３０ｃｍ的蝶形天线在不同探测深度的辐射波形。其中，激励脉冲为ｆＧＨｚ的高斯微分脉冲，辐射脉ｃ＝１冲的幅度用主脉冲的峰值做了归一化处理。由图可知，主脉冲与拖尾的波形其实非常相似，但二者的相位却是相反的，这是由于天线上的表面电流在末端反射时会发生相位的翻转。此外，随着探测深度的增加，拖尾所占的辐射能量越来越大，超过一定深度后，拖尾的幅度就会高于主脉冲。显然，如果拖尾能被有效利用而不是被吸收掉，那么辐射效率的提高是很可观的。

超材料天线在舰船高功率微波中的应用

超材料天线在舰船高功率微波中的应用随着科技的不断发展，舰船上的通信系统也在不断更新换代，为了满足舰船高功率微波通信的需求，超材料天线技术应运而生。

超材料天线不仅可以实现高效率的微波辐射和接收，还可以显著减小天线的体积和重量，因此在舰船上具有重要的应用价值。

一、超材料天线的原理超材料具有一些普通材料所不具备的性质，如负折射、负抗和负色散等。

利用这些特性，可以设计出一些新型的天线结构，其性能远远优于传统的金属天线。

超材料天线的设计原理是通过合理布置一定形状和尺寸的微观结构单元，可以实现对电磁波的有效控制。

通过调整这些微观结构单元的位置和几何参数，可以实现对电磁波的反射、透射和漫射等控制，从而获得预期的辐射和接收性能。

1. 高效率辐射和接收超材料天线由于其特殊的微观结构，可以实现对电磁波的高效控制，从而实现高效率的辐射和接收。

相比传统的天线，超材料天线具有更高的辐射效率和接收灵敏度。

2. 大幅减小体积和重量超材料天线的设计可以避免传统天线所需的大量金属结构，从而显著减小天线的体积和重量。

这对于舰船来说尤为重要，可以减轻舰载通信设备的负担，提高舰船的作战效能。

3. 多功能可调节由于超材料天线的微观结构可以灵活调节，因此可以实现多功能的辐射和接收特性。

通过调整结构单元的位置和参数，可以实现天线波束的控制、多频段操作以及极化控制等功能。

舰船上的通信系统需要面对复杂的环境，尤其是在高功率微波通信中，对天线的性能和稳定性有着更高的要求。

超材料天线技术可以很好地满足这些需求，因此在舰船通信系统中具有重要的应用价值。

在舰船上，需要进行大量的高功率微波辐射，用于通信、雷达和干扰等目的。

传统的金属天线在高功率微波工作时容易产生大量的热损耗和电磁辐射，而超材料天线由于其特殊的结构设计，可以实现对高功率微波的有效控制，减小热损耗和电磁辐射，从而保证舰船通信系统的稳定性和安全性。

2. 多频段操作舰船通信系统需要覆盖多个频段，以满足不同的通信需求。

超材料天线在舰船高功率微波中的应用

超材料天线在舰船高功率微波中的应用一、超材料天线的基本原理超材料是一种拥有特殊电磁性质的材料，其电磁参数可以通过微观结构的设计来实现，进而呈现出普通物质所不具备的特殊性能。

超材料天线是利用超材料的特殊性质设计制作而成的一种天线结构，具有电磁性能优越、尺寸小、频率集成等特点，特别适用于舰船高功率微波系统中的应用。

超材料天线的基本原理主要包括两方面：一是负折射原理，即通过超材料的反常折射性质，可以实现对电磁波的控制和引导，提高天线的辐射效率和方向性；二是谐振特性，超材料可以通过微观结构的设计来实现对不同频率的电磁波的谐振，实现多频段的天线设计，满足复杂电磁环境下的通信需求。

二、超材料天线在舰船高功率微波中的应用1. 抗干扰能力舰船在海上作战时，往往会面临复杂的电磁环境，包括雷达干扰、电子对抗和高功率微波打击等。

超材料天线具有优越的抗干扰能力，能够有效地抵御各种电磁干扰的影响，保障舰船的通信和雷达系统的正常运行。

2. 多频段设计舰船高功率微波系统需要覆盖多个频段的通信和干扰需求，超材料天线可以通过微观结构的设计实现对多个频段的谐振，满足舰船高功率微波系统的多频段通信和干扰需求，提高系统的灵活性和适用性。

3. 尺寸小、重量轻舰船空间有限，天线的尺寸和重量对舰船的航行和作战性能有直接影响。

超材料天线由于其特殊的电磁性能和微型结构设计，可以实现天线尺寸小、重量轻，满足舰船高功率微波系统对天线尺寸和重量的要求，提高系统的整体性能。

4. 高功率承载能力舰船高功率微波系统需要能够承载高功率的微波信号并进行有效的辐射，超材料天线由于其特殊的电磁参数和结构设计，可以实现对高功率微波信号的有效辐射，提高舰船高功率微波系统的战斗力和作战效率。

5. 自适应性舰船在复杂电磁环境下作战，需要具有自适应的通信和干扰能力。

超材料天线由于其设计灵活、性能优越，可以实现对不同频段、不同功率的微波信号的自适应辐射和接收，提高舰船高功率微波系统的自适应能力，适应复杂电磁环境下的作战需求。

一种基于缩比模型的甚低频伞形发射天线电压分布计算方法

一种基于缩比模型的甚低频伞形发射天线电压分布计算方法黄金辉;李斌;柳超;严亚龙【摘要】为了研究甚低频伞形天线的电压分布规律,提出了基于缩比模型的复杂线网结构的电压分布计算方法.首先建立了计算电压分布的三种模型,通过对比分析得出了一种更为优越的计算方法;其次利用电磁仿真软件FEKO,对美国卡特勒甚低频伞形天线的1:400缩比模型进行建模;最后利用提出的计算方法,对该天线上中心塔、顶容线和围线的电压分布规律进行了计算.结果表明:天线顶部电压大于根部电压,天线顶线电压由内向外逐渐增大;在一段围线上(两相邻边塔之间的围线段),中部电压最小,随后向两侧逐渐增大.提出的计算方法对该类型天线绝缘子的选取具有一定的指导意义.【期刊名称】《通信技术》【年(卷),期】2018(051)007【总页数】5页(P1527-1531)【关键词】甚低频;端口电压;矩量法;天线幕;辅助导线【作者】黄金辉;李斌;柳超;严亚龙【作者单位】海参信息通信局,北京 100841;海军工程大学电子工程学院,湖北武汉 430033;海军工程大学电子工程学院,湖北武汉 430033;海军工程大学电子工程学院,湖北武汉 430033【正文语种】中文【中图分类】TN827+.20 引言甚低频（VLF）无线通信的主要工作频率范围为15～30 kHz[1]。

甚低频发射天线尽管结构庞大，但仍属电小天线[2-3]，因此天线的辐射效率较低。

为了进一步提高天线的辐射性能，在单极子直立天线的顶端加一个（或数个）对称或非对称、水平终端开路的顶线[4]，以改善发射天线直立部分的电流分布，降低天线的输入容抗，提高天线的辐射性能。

一般来说，为了支撑带有大型线网结构的加顶甚低频发射天线，往往需要采用支撑塔、拉线等结构[5]。

在天线辐射体与这些支撑结构相连处（如顶容线末端与接地边塔连接处），为了防止天线上的电流回流到地，通常需要使用绝缘子在这些连接点进行绝缘处理[6]。

基于贯穿式实践的创造性思维培养——以“天线与电波传播”课程为例

基于贯穿式实践的创造性思维培养——以“天线与电波传播”
课程为例
孙志勇;吴伟;牛朝阳;周青松
【期刊名称】《教育教学论坛》
【年(卷),期】2024()4
【摘要】高阶思维尤其是创造性思维的培养,是现代素质教育的核心部分,是贯彻以
学生发展为中心教育理念的基本要求,是“双一流”高校教学改革的一个重要方面,
是知识、能力和素养“三位一体”培养目标的重要体现。

在分析创造性思维内涵的基础上,以“天线与电波传播”课程中的贯穿式实践项目对数周期天线设计为例,结
合课程特点,介绍了贯穿式实践项目的具体实施方法,并探讨了实践项目对创造性思
维培养的支撑作用和实现方法。

【总页数】4页(P5-8)
【作者】孙志勇;吴伟;牛朝阳;周青松
【作者单位】国防科技大学电子对抗学院
【正文语种】中文
【中图分类】G642.0
【相关文献】
1.《天线与电波传播》课程教学实践与思考
2.《天线与电波传播》课程的教改实践
3.电磁仿真软件在《天线与电波传播》课程中的应用实践
4.“电波传播与天线”课
程思政实践探索5.“电波传播理论与天线”课程线上线下混合教学模式的实践与分析
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