摘要：耦合模模型中的反射相位与激励相位对于精确设计具有电极宽度调制、分布式声反射换能器或自然单向结构的声表面波器件是必不可少的关键参数。传统的相位参量提取需要单独演算声场驻波场,涉及复杂的体波贡献项的推导和计算。为此提出利用有限元软件COMSOL对周期栅格的单个胞元建模,采用谐响应求解器计算得到禁带边缘处的位移驻波场,通过确定驻波节点的位置实现相位精确提取。与已有的研究结果对比,在证实该方法的正确性与有效性的基础上,精确提取了面向耐高温应用的硅酸镓镧(0°,138.5°,26.6°)切型上重金属金电极结构的相位参数,有效的抑制自然单向性,优化设计了单端口声表面波异步谐振器,仿真与实验结果吻合。

摘要：设计了一套迈克耳孙白光干涉仪系统用于测量光学薄膜的反射相位,并由此反推单层薄膜的物理厚度。为补偿传统算法获取相位所存在的误差,提出一种新算法,以线性拟合结果作为初始猜想,采用多变量优化拟合总光程差曲线得到光学薄膜的相位。通过数值模拟的方式论证了理论上的可行性和高计算精度。采用多变量优化的手段进行处理实际测试的一组单层TiO2薄膜,所得物理厚度值与传统的光度法测试反演结果非常吻合。该测试系统和处理算法为快速精确测量光学薄膜厚度提供了一种新的解决方案。

摘要：针对电磁隐身超表面设计中寻求精确单元反射相位时存在的难点,提出一种将单元金属贴片区域网格化分割,并通过粒子群算法(Particle Swarm Optimization,PSO)自动寻优的设计方法,可自动生成符合预设反射相频特性的金属贴片图案.该方法将方形超表面单元的金属贴片区域划分为N×N网格(N为偶数,根据N和全对称条件可得到其中的自由网格数n),再用PSO对其自由网格的贴片编码进行训练,直至对应的贴片单元所构建的平面周期结构可实现预期反射相频特性(包括目标频率的反射相位精度及其邻域频段上相频曲线的平坦度).作为案例,在厘米波段和太赫兹波段,将寻优获得的反射相位相差约90°的4种单元,分别以90°和180°的相位梯度构建1 bit和2 bit超表面,全波仿真结果显示其在中心频率附近均可以得到-10 dB以上的RCS削减效果.验证了该方法可自动设计出具备特定反射相位的单元,并且跨频段适用,其所构建的超表面在获得特定频率雷达散射截面(Radar Cross Section,RCS)削减效果的同时,可兼顾有效削减的频段宽度.

摘要：采用对实时延迟线(TTD)加载变容管的方法,实现微带反射阵单元回波相位曲线(包括斜率和相移量)的电可控。HFSS和ADS联合仿真结果显示,在频率为10.4GHz的X轴极化波照射下,使用两个变容管可分别调节相位曲线的斜率和相移量,实现了反射阵单元回波相位曲线的电可控。文中还分析了频率对相位曲线的影响。

摘要：运用传输矩阵法,计算了由正、负折射率材料构造的一维光子晶体的反射波的相位特性。在该结构的零平均折射率(zero-n)带隙范围内,TE波和TM波的反射相位差随着入射角的增大而增大,且在很宽的频率范围内(相对带宽Δω/ω>19%)保持一定值。利用此特性,可以设计一种反射型相位补偿器。计算了缩放因子、材料厚度比、折射率和周期对相位补偿器的影响。

摘要：针对以往声学超表面研究的不足,提出一种亚波长迷宫型声学超表面结构;以迷宫型声学超表面物理特性的有效调控为目的,深入研究了各参数与声学超表面的关系,重点分析了声学超表面对反射相位的调节作用,实现了对声学超表面反射相位的人工调控。为了揭示声学超表面与各参数之间的内在联系,逐一分析了每个可调参数对声学超表面的吸声系数和反射相位的影响,结果表明:声学超表面盖板上小孔的直径、迷宫超表面原胞边长和迷宫槽宽对吸声系数和反射相位有决定性的影响,相对而言,迷宫棱宽和迷宫盖板的厚度对吸声系数和反射相位影响较小;盖板上的小孔直径越小,相应的共振频率就越低,吸声系数曲线向低频移动,而峰值保持不变,反射相位曲线也向低频移动,但相位轮廓保持不变;原胞边长越小,相应的共振频率就越高,吸声系数曲线向高频移动,且峰值增大,反射相位曲线也向高频移动,相位幅值基本不变但是跨度增大;迷宫槽宽越小,相应的共振频率就越低,吸声系数曲线向低频移动,且峰值变大,反射相位曲线也向低频移动,相位幅值不变但是跨度减小。设计了一种具有10个超表面原胞的迷宫组合结构(10个原胞除孔径外其他参数均相同),实现了从0到2π跨度上的相位调节,而且结构小巧紧凑,操作简单易行。这种结构可以进一步拓展成由多个超表面原胞构造的超薄二维阵列平面,从而实现声隐身。

摘要：毫米波段因其较高的数据传输速率和较大的容量而备受关注。为满足现代通信系统对宽带、波束偏转和高辐射效率等天线需求,本文提出了一种工作在88.5~94.6 GHz频带范围内的石墨烯-金属复合结构超表面。该超表面通过调节石墨烯的费米能级,对超表面单元的反射相位进行实时调控编码。调整金属层结构尺寸,可以调制不同编码状态下超表面单元的相位、幅度响应以及编码频段范围。经优化设计,在石墨烯费米能级分别为0 eV和1 eV时,编码超表面单元在88.5~94.6 GHz的宽频带内具有180°±20°的反射相位差,并且反射幅度均大于0.7。利用该单元设计了7×7的超表面,通过合理排布编码单元,可对毫米波段波束进行偏转和多波束切换等动态调控。实验结果显示,单波束最大偏转角度可达105°(-55°~50°),且可实现1~5个波束的切换。该超表面为多功能天线设计提供了新的解决方案,在高速无线局域网、车载雷达、卫星通信等领域具有潜在的应用价值,对毫米波段通信技术的发展具有重要意义。

摘要：分析了人工磁导体和理想电导体复合表面对入射电磁波反射相位相差180°的特点。通过合理设计两个表面的比例,可以实现复合平面结构后向电磁散射的抑制。将该复合表面应用于缝隙天线的设计,达到了在不影响天线辐射效能的同时减少雷达反射截面积(radar cross-section,RCS)的目的。实测结果表明,加载复合表面的缝隙天线在设计频带内的RCS减少了10～15dB,进一步验证了复合平面对后向电磁散射的抑制效果。

摘要：本文提出了一种基于3D打印的全介质宽带极化扭转超表面反射阵天线。首先,提出并设计了一款新型全介质宽带极化扭转反射阵单元,它可使入射波的极化扭转90˚的同时,与其镜像结构共同提供了0˚和180˚的1-bit相位量化,在28~40 GHz频带内极化扭转率超过80%。其次,该反射阵天线采用喇叭天线作为馈源,阵面由上述1-bit反射式全介质宽带极化扭转单元构成,在馈源的照射下,通过合理设计极化扭转反射表面的反射相位,在较宽的频带内实现高增益特性。仿真结果表明,该反射超表面是在26~40 GHz宽频带内实现了极化扭转特性,天线获得了33%的3 dB增益带宽,在34 GHz获得了最大增益26.2 dBi。

摘要：介绍了阿基米德螺旋天线的原理与设计方法,仿真了背腔式阿基米德螺旋天线,并与实际测试结果吻合;研究了一种新颖的光子带隙平面螺旋天线,这种天线用光子带隙代替金属反射腔作为反射面以得到单向波束,仿真与实验发现,光子带隙阿基米德螺旋天线的增益提高约有2dB,后瓣降低了10dB,在有效的工作带宽内天线的性能得到了改善。