科技成果

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成果名称: 紧凑型人工电磁媒质设计及其在天线中的应用

成果登记号: 9612021J0005

第一完成单位: 空军工程大学

联 系 人: 许河秀

成果类型: 基础理论

应用行业: 科学研究和技术服务业

成果简介:

1、在高性能天线制备方面,通过独立自由调控结构的介电常数和磁导率参数,首次提出了基于波导磁电媒质的微带天线带宽展宽原理,构建了基于分形结构、八分之一模基片集成波导、电磁超表面等设计了多频贴片天线、多频漏波天线、多频透镜天线等的设计方法,并研制了多种多/宽频天线;2、率先建立了基于波导电负媒质的阵列天线高效解耦新方案,设计了多种单负电磁媒质单元,显著降低了天线阵元间耦合,有效解决了天线电磁兼容难题;3、利用基片集成波导结构的极化独立特性提出了高极化纯度漏波天线的设计方法,并基于极化滤波电磁媒质单元建立了高极化纯度透镜天线的制备方案,研制的新型漏波天线和透镜天线具有很高的极化纯度;4、系统研究了基于紧凑型复合左右手传输线结构、电谐振单元、磁谐振单元以及电磁谐振复合单元的天线小型化工作机制,研制了多种小型化天线,建立了完整的小型化天线设计方法;5、提出了基于三维分形零折射率和渐变折射率媒质的高方向性天线设计方案,首次同时提高了喇叭天线E和H面的方向性,基于多层耦合单元研制了线极化/圆极化透镜天线系统,形成了一套电磁媒质在高方向性天线中的应用范例;6、建立了基于分形渐变折射率单元的波束可调透镜天线设计方法,实现了天线系统的波束数量和方向性的自由调控,基于新型慢波传输线(SW-TL)设计了紧凑型Butler矩阵并研制了多波束天线系统,实现了良好的波束扫描功能。

提出了基于波导磁电媒质的贴片天线频带展宽机理,设计了基于分形结构、八分之一模基片集成波导、电磁超构表面等新型电磁媒质结构实现了多频的贴片天线、双频漏波天线、双频透镜天线以及宽带的反射阵高增益天线;建立了基于波导电负人工电磁媒质的 MIMO天线解耦方案,实现了两种波导电负单元且天线解耦系数至少降低了8 dB,且微带天线阵元间距均小于λ0/6;提出了基于极化滤波人工电磁媒质单元的高极化纯度透镜天线的设计方法,设计了一款具有极化滤波功能的人工电磁媒质单元,并研制了一款高增益透镜;基于等效媒质理论分析了 SRR 在不同激励条件下的电磁性能,提出了基于 SRR 的小型化工作机制和紧凑型天线设计方法;设计了分形渐变折射率单元并制备了三维宽带半鱼眼透镜,实现了窄波束高定向性辐射;提出了基于分形渐变折射率单元的三维宽带波束可调平板透镜天线的设计方案,基于栅状电磁媒质结构实现了透镜天线的前后向波束可重构。

在IEEE TAP等权威刊物发表SCI论文49篇,会议论文20篇,申请并授权发明专利3项,全军优秀博士论文2篇,全军优秀硕士论文两篇,陕西省优秀博士论文2篇,大学优秀博士论文3篇,大学优秀博士论文2篇。

培养青年教师3名,博士/硕士研究生11名。

4次在学术会议上作邀请报告。