摘要：角反射器是一种宽角域的常见无源干扰设备,常被用于保护关键目标.但传统金属角反射器特性固定,需借助新型电磁材料实现角反射器的特性优化.有源频率选择表面(adaptive frequency selective surface,AFSS)是在单元间加载一系列可变有源器件而构成的具有可调电磁特性的新型结构.为拓展角反射器的适用范围、分析电磁材料角反射器的散射特性以更好地保护关键目标,本文设计了一种基于单面AFSS的电控角反射器,并仿真计算分析了该电控角反射器的散射特性.仿真结果表明设计的电控角反射器的散射特性可灵活调控,即不同偏置电流下AFSS单元可对入射电磁波能量产生不同反射效果;同时验证了该电磁调控角反射器的宽角域特性,其调控角域在方位向、俯仰向均大于60°,实现了基于无源散射体的宽角域实时调控效果.相较于传统角反射器和平面电磁材料,所设计电控角反射器兼具实时调控性和宽角域特性,拓展了角反射器的应用场景和适用范围.

摘要：可重构电磁超表面是电磁超表面领域广受关注的热点方向。将可控器件/材料引入超表面设计,可重构超表面的电磁调控性能可以实时灵活动态控制。这极大丰富了超表面的功能,有力推动了超表面由理论设计向工程应用突破。近年来该团队持续关注电磁超表面的最新发展,围绕微波频段的可重构超表面,从理论、技术与应用3个层面开展探索研究。该文首先梳理了国内外在该领域的研究历程,然后从可重构超表面对电磁波的幅度、相位和极化特性调控及其应用等方面着手,综述了该团队在该领域的研究成果,并给出对未来工作的展望。

摘要：超材料与超表面通过对电磁场和电磁波的灵活调控,能够显著改善无线电能传输系统的传输特性,基于超材料与超表面的无线电能传输技术逐渐引起了国内外的广泛关注。该文首先对超材料的概念、设计以及构造进行了论述;其次对超材料介入无线电能传输系统的作用机理进行了解析;接着详细阐述了超材料在无线电能传输系统效率提升、偏移调控以及电磁屏蔽的作用;最后探讨了该技术未来发展的瓶颈及关键技术问题,并进行了展望。

摘要：从全息天线的理论出发,对源天线与目标天线的干涉场进行了分析,根据设计需求创建了椭圆族全息结构。进一步地,基于对全息结构上电磁能量分布的计算与分析,对原型全息结构进行截取,设计了小型化微波全息天线,并采取电磁调控方法解决了方向图主瓣分裂的问题。借助于匹配结构加载方法,解决了天线端射的问题,改善了全息天线的辐射性能。在小型化的基础上,对全息结构进行组合设计,实现了多波束全息天线。通过理论分析并结合仿真计算评估了全息天线的频率扫描特性,在14 GHz,15 GHz和16 GHz三个频点处,获得了20.9°的波束扫描范围。实际加工制作小型化全息天线,并在微波暗室开展测试,测试结果与仿真结果吻合较好。设计的全息天线具有波束偏转、波束赋形、多波束、频率扫描等功能,在卫星通信系统和新型微波成像系统等领域具有广阔的应用前景。

摘要：超表面是由亚波长尺寸单元密集排布组成的平面结构,具有强大的电磁波调控能力,而基于超表面的新型卫星天线在缓解业务多样化和用户数量激增方面极具潜力。介绍了目前卫星天线发展现状趋势,对传统天线加载超表面和单一超表面天线加以区分,归纳了加载超表面后天线所具有的低剖面、多极化、波束控制等优势,综述了超表面作为主要辐射元件的天线设计。分析了超表面在不同天线设计方案中的工作原理、效能以及存在的优势与不足,最后讨论了超表面卫星天线的发展方向,指出超表面技术在卫星天线设计领域中具有实用价值。

摘要：时间编码超表面具备对电磁波的调制能力,从而有效改变反射电磁波的特性,达到改变目标特性的目的。基于超表面的调控特性,设计了一种周期时间编码的逆合成孔径雷达(Inverse Synthetic Aperture Radar,ISAR)干扰方法。分析了时间编码超表面的相位调制机理,建立了时间编码序列模型,通过设计优化时间编码序列的相关参数,形成对雷达在距离向上的欺骗干扰。通过理论推导,分析了时间编码调制参数对假目标位置、幅度等的影响。仿真实验结果表明,该方法可以根据信号参数生成数量可控、位置可变的虚假目标,距离向干扰范围扩展至2倍以上,从而实现不同的干扰效果,在电子对抗等方面具有较高的应用价值。

摘要：提出了一种高增益多波束双频天线,通过超表面的电磁调控特性实现在双频段的波束聚焦和波束偏转。所设计的多波束双频天线由反射型超表面和双频微带天线两部分组成。为实现焦距为40 mm的波束聚焦和±30°波束偏转,将双频微带天线放置在超表面下方40 mm的水平面上。根据天线上方相位近似于0和π的两个超表面单元合理排布,天线位于焦点正下方时在14.5 GHz和22.7 GHz实现了波束聚焦,天线偏离焦点±35 mm处时在14.5 GHz和22.7 GHz实现了±30°波束偏转。仿真结果表明,不同位置天线在双频段实现了不同的波束调控效果,相较于没有超表面时,天线低频段内增益增大了11.56~14.03 dBi,高频段内增益增大了10.74~13.07 dBi。所设计的超表面天线实现了在双频段的高增益、波束调控性能。