摘要：超材料微带天线的设计通常依赖经验,其中超材料基元的设计多以尺寸优化和形状优化为主。研究了常规超材料对微带天线增益性能的影响,发现其对增益性能的提升效果有限。提出了一种基于遗传算法的高增益超材料微带天线拓扑优化设计方法,对超材料基元采用整体设计的方法,以天线增益最大化为设计目标,以覆铜贴片方格子的有无为设计变量,建立了K波段(24 GHz)超材料微带天线的拓扑优化模型。进而基于遗传算法的求解策略,获得了一种新颖的超材料微带天线构型。仿真结果表明优化后的超材料微带天线侧向辐射得以抑制,其最大增益提升到10.5 dB,与普通微带天线相比性能提升了35%。同时通过改变覆铜贴片格子的布置规模对优化设计结果的收敛性进行分析,分析结果显示创新构型超材料微带天线设计结果是收敛的,且10×10方格子规模下的创新构型制备性价比最高。最后研究了超材料基元单独设计与整体设计的天线工作频率匹配对比,对比结果证实了超材料基元采用整体设计对于超材料微带天线拓扑优化是非常必要的。

摘要：基于激光光线传输矩阵,研究了高斯光束通过不同折射率透镜后,出射光波束腰位置,出射、入射束腰半径大小之比同入射光波束腰位置的定量关系,结果表明:入射光束束腰位置和透镜折射率均可影响高斯光束的输出光学参量.在此基础上,设计了一种光电传感器用于检测蔗糖溶液浓度,定量研究了溶液浓度和出射高斯光束腰位置的对应关系,相关统计参量表明这类传感器可以实现对溶液浓度的高精度测量.

摘要：推导了均匀材料折射率完整的解析表达式,并基于此按照材料导磁性、导电性和介电性的不同情形讨论了电磁波的传输模式,结果表明材料的导磁性和介电性是负折射率的必要条件;进而得到了实现负折射率的3种可能情形,即磁导率和介电常数至少一个参数为负值,与此同时传输衰减上升为负折射率材料的新挑战;虽然材料的导电性不是负折射率的决定因素,但导电性与材料的传输衰减关系密切。此外也探讨了零折射率材料的凋落波传输模式。

摘要：在左手超材料电磁传输性能的稳健性设计中,变形对其组分材料铜电导率的影响必须予以考虑,文章基于该基本变形形式展开研究,从把控材料源头着手,通过扭转变形实验制备了纯铜扭转试棒,并按照直流双臂电桥测试方案对纯铜扭转试棒进行了纯铜电导率的测定实验,结果表明纯铜电导率随扭转角的增大而减小,且减小的幅度随扭转角的增大而趋缓;基于实验测得的关系曲线使用数据拟合的方式建立了纯铜电导率关于扭转角的影响模型(幂函数);借助试棒扭转变形的金相实验结果,从固体能带理论探讨了扭转变形对纯铜电导率影响模型的内在机理,发现随着扭转角的增大,纯铜扭转试棒的金相组织晶粒度同步增大,变形初期晶格内部位错增殖且晶界显著增加,从而导致纯铜导电性能的降低,但随着变形的累加,材料晶格缺陷的分布趋于均匀,在一定程度上减缓了纯铜扭转电导率的下降速率。

摘要：汽车的智能网联化对车载雷达等智能车身传感器提出了更高的性能要求,其中内置微带天线的性能至关重要。超材料的新颖特性非常有利于提高微带天线的增益、小型化和集成化程度,这里超材料与微带天线的合理匹配是设计研究的重点。从天线结构角度来看,超材料微带天线的类型可分为超材料覆层型微带天线、超材料基板型微带天线、复合左右手传输线型微带天线。超材料微带天线在抑制天线表面波、提高天线方向性和天线多频化等方面具有很好的应用潜力。