基于 MOPSO 算法的小型化复合结构槽螺旋天线设计

文中设计了一个复合结构的平面螺旋天线,并加载了贴片电阻和外圈铜环,使用多目标粒子群优化算法,利用Matlab软件实现了分布式协同优化仿真,达到了小型化的设计目的．仿真结果表明：在1.1～18 GHz频段内回波损耗小于－10 dB,在0.8～18 GHz频段内轴比小于3 dB．与传统的平面螺旋天线相比,该天线的直径仅为54 mm,且天线的电性能得到了提高．     

层状磁电复合基板微带天线设计及应用

  目的  为了有效提高天线的增益和带宽,提出一种基于铁氧体材料的适用于WLAN的低成本、可调控层叠式微带天线。  方法  通过加载磁性材料铁氧体作为微带天线基板,以实现天线对外加电磁场的响应和天线性能的可调控; 采用层叠式基板结构调整方向特性,以提高天线增益; 在金属贴片周围按顺时针方向排布椭圆寄生贴片,以有效改善天线的带宽特性。  结果  实测数据与仿真结果的吻合度较高,均覆盖了WLAN系统5.15~5.35 GHz的频带范围;根据测试结果,天线在C波段的相对带宽为19%,最大增益为9.15 dBi。  结论  研究成果可为小型化天线和磁可调控天线的设计提供参考。     

一种双频PIFA手机天线的设计与仿真

随着移动终端的发展,内置天线要求小型化,低剖面,能工作在不同频段下。文中提出了一种新颖平面双频手机PIFA（planarinvertedFantenna）天线。采用弯折路径,开槽缝隙加载的方法设计的双频PIFA天线。天线的工作频段覆盖了EGSM900（880MHz--960MHz）,DCS1800（1710MHz-1880MHz）的所有频率,工作性能良好。该天线结构易于实现,便于内置集成,适用于移动通信终端。     

ETC系统OBU上5．8GHz圆极化天线小型化研究

一种新型的不停车收费系统（ETC）车载单元（OBU）的小型圆极化微带天线在文中提出,工作频段为5．8GHz。该天线结构简单,采用高介电常数的底板使天线实现小型化,同时获得了3．4dB左右的增益、H面全向以及右旋圆极化特性,轴比最小仅为0．2dB左右。采用微带馈电方式,使它能容易地与ETC系统车载单元中的其他射频电路连接。     

船载海事卫星通信印刷四臂螺旋天线设计

为了解决四臂螺旋天线馈电结构复杂和网络损耗较大的问题,提出一种集成新型馈电网络结构的印刷四臂螺旋天线。通过大量的计算机电磁仿真分析发现天线的性能主要由螺旋臂的长度、螺旋的直径和螺旋节距的升角决定。基于此,制作了一款应用于船载海事卫星通信的印刷四臂螺旋天线并进行了测试。测试结果表明天线在系统要求的工作频带内驻波比小于1．4,增益高于2dB,半功率波瓣宽度达到140°,上半空间主要区域轴比小于3dB。测试结果与仿真结果具有较好的一致性。天线实际应用效果良好。     

共面波导馈电蝶形缝隙天线双频特性的研究

研究共面波导馈电的蝶形缝隙天线的双频特性进行分析。并用ADS(Advanced Design System)进行分析。结果表明蝶形缝隙天线会出现双频谐振现象,通过改变蝶形的参数(L、W)可以实现对谐振频率的调整,并改善天线的带宽(两个频率带宽可以分别达到32%、19%)。最后设计一款可用于无线局域网的蝶形缝隙双频天线,其中心频率分别为2.5GHz和5.2GHz,带宽在VSWR=2时能完全覆盖ISM双波段,且具有全向的方向图。     

一种双频微带天线的设计与制作

在用IE3D做仿真的基础上设计出了一种工作在900MHz和1800MHz的偶极子双频微带天线.在理论分析的基础上,对天线进行了优化、仿真和测试.测试的结果与仿真结果符合较好,两个频点的带宽(VSWR2)都超过了30%.     

BDS-3与GPS及其系统组合定位精度分析

北斗三号卫星导航系统(BDS-3)已于2020年6月底全面建成,BDS-3可在全球范围内提供导航定位服务.为评估完整的BDS-3系统精密单点定位精度,选择6个MGEX站点的观测数据,使用开源软件MG-APP分别对BDS3系统、GPS系统以及组合系统的精密单点定位(PPP)精度进行分析.结果表明BDS-3系统的定位精度与...     

应用于舰载天线电磁兼容性分析的改进多层快速多极子算法

  目的  针对舰载无线通信设备布局拥挤、干扰严重以及迫切需要天线功能重构的现状,提出一种跨波段频率可重构的微带准八木天线。  方法  首先,在准八木天线上加载PIN二极管,通过控制二极管的通断,实现多波段的多模式切换;然后,通过附着雪花式开口谐振环（SRR）,以保证天线具有2个稳定的频率谐振点,以及稳定的辐射方位角。  结果  仿真和实测结果表明：该天线实现了C波段（5.77~7.10 GHz,7.40~7.56 GHz）和X波段（8.33~8.64 GHz,8.76~9.27 GHz）内的频率可重构;天线辐射方向图可以稳定地指向容性加载导通的方向;所有模式下的增益水平均大于5.7 dBi,且3 dB波束宽度的平均值约为102°。  结论  该微带准八木天线实现了天线的跨波段频率可重构和低误差波束偏转,有利于提高舰船系统频谱的利用率并避免多天线之间的耦合干扰。     

适用于无线通信系统具有滤波特性的微带天线设计

  目的  为开发一种具有传统辐射特性又具有较好带外抑制特性的微带天线,  方法  采用滤波器综合设计方法,设计一种由微带天线、耦合线和2个谐振器组成的具有滤波特性的天线。微带天线除满足传统天线设计要求外,其外部品质因数应等于带通滤波器最后一个谐振器的外部品质因数,以实现微带天线代替滤波器最后一个谐振器后仍具有滤波器的各项性能;耦合线在滤波器设计中作为导纳变换器,以实现滤波器谐振器与微带天线间的能量耦合。  结果  仿真结果表明：该微带天线的阻抗带宽为2.37~2.53 GHz,阻抗带宽内增益变化平缓,带内增益最大偏差约0.5 dB,最大增益为7.5 dB,在通带外100 MHz处增益迅速降为-10 dBi,具有较好的带外抑制特性。  结论  该具有滤波特性的微带天线减小了滤波器与天线的总体尺寸,降低了滤波器与天线间的传输损耗,可以在现代无线通信系统中应用。     

频选天线罩对阵列天线波束扫描特性影响分析

[目的]针对频选天线罩对阵列天线波束扫描的不利影响,提出一种综合优化频选天线罩的方法。[方法]首先,设计一款由25个对称阵子组成的阵列天线和一款大角度入射时仍具有较好阻抗带宽和滤波性能的频选天线罩。然后,在此基础上使用HFSS软件对由频选天线罩—阵列天线组成的系统进行仿真,以阵列天线的辐射特性受影响最小为目标,确定频选天线罩的尺寸,以及频选天线罩与阵列天线间的距离。最后,比较单独阵列天线与频选天线罩—阵列天线系统的扫描角度变化。为验证理论的正确性,在实验中对不同扫描角度下带有频选天线罩的阵列天线方向图予以测试。[结果]结果显示,当频选天线罩与阵列天线间距离为0.5λ时,频选天线罩对阵列天线副瓣与后瓣增益的影响最小,当阵列天线主瓣波束扫描角度达到40°时,频选天线罩会对阵列天线扫描角产生约0.25°的变化。[结论]经过分析与优化的频选天线罩不会对阵列天线辐射性能产生不利影响,该设计方法可用于更大尺寸的阵列天线加频选天线罩。     

基于自适应渐消Sage-Husa扩展卡尔曼滤波的协同定位算法

[目的]针对多自主水下航行器（AUV）在航行过程中的定位精度等问题,提出一种基于自适应渐消Sage-Husa扩展卡尔曼滤波的多AUV协同定位算法。[方法]首先,改进滤波算法中的自适应滤波器,由渐消记忆指数加权得到新息协方差估计值,并引入渐消因子修正预测误差协方差,以达到调节滤波增益的目的。然后,建立多AUV协同导航模型,得到基本的协同导航滤波过程,通过对速度、加速度及位置信息的融合,实现对跟随AUV位置状态的准确估计。最后,采用此算法与EM-EKF,EKF算法分别对AUV协同导航模型进行仿真,并对结果进行对比。[结果]结果表明,在噪声协方差不匹配时,所提算法与EM-EKF,EKF算法相比均方根误差（RMSE）分别减少17.82%和24.48%,平均定位误差分别减少17.87%和22.54%;在噪声协方差时变时,RMSE分别减少42.11%和51.23%,平均定位误差分别减少34.87%和46.90%。[结论]所提算法有效改善了滤波的可靠性、精确性和自适应性。     

EBG结构在天线设计中的应用及发展动态

电磁带隙结构作为一种新型的人工结构,它所特有的禁带特性使得电磁带隙结构有着广泛的应用.介绍电磁带隙结构的概念,综述目前电磁带隙结构的类型和研究进展,电磁带隙结构所具有的抑制表面波特性能大大提高天线增益,降低阵列天线单元间的互扰,而且增大了带宽;作为覆层的电磁带隙缺陷结构能极大提高天线的方向性和辐射效率,突出表现在口径天线方面;同时同相反射特性使得减小天线体积成为可能,电磁带隙结构的这些特性及其未来的发展展趋势为高性能天线研究提供新的设计思想.     

基于北斗和CORS高精度定位的虚拟海上航标作业点高精度定位研究

基于北斗导航系统的高精度定位技术已应用于航标遥测遥控、技术测量等作业场合^[1]。但在某些航标作业应用中,高精度定位设备天线无法固定在作业点上(例如海上航标抛设作业),此时原定位模式便不能满足应用要求。针对上述问题,提出采用主辅天线模式,静态获取参数,动态解算作业点经纬度的方案,并抽象出数学模型,设计了完整的算法,通过实测数据验证了算法的可行性。     

星型空压机曲柄连杆机构动力学特性分析

[目的]相对于其他类型的空压机,往复式空压机能够获取更高压力的压缩空气,因而曲柄连杆机构的受力较大。[方法]对比分析3种结构形式的星型往复式空压机惯性力和力矩的特点,得出该型空压机对惯性力有良好的自平衡能力,能在一定程度上减小惯性力矩。建立曲柄连杆机构虚拟样机,将推导的活塞受力构造SPLINE曲线加载到活塞质心,分别将曲轴和连杆柔性化,并将基于IMPACT函数的接触碰撞力模型嵌入到ADAMS虚拟样机中。[结果]动力学仿真结果表明:该型空压机能够自平衡二阶惯性力,曲轴相对于连杆更趋近于柔性体,间隙运动副的存在会抑制某些频率点的振动,但会大大拓宽激振频带。[结论]该分析结果可为空压机的设计提供参考。     

多次水下爆炸作用下钢板动态响应数值模拟

[目的]为了提升多次水下爆炸载荷作用下舰船结构的抗爆性能,给出一种模拟多次水下爆炸的数值方法。[方法]通过试验与数值仿真相结合的方法研究多次水下爆炸载荷作用下直径为600 mm、厚为5 mm的背空固支45#钢板的动态响应,得到钢板的塑性变形历程并分析其塑性变形规律。[结果]结果表明:背空固支45#钢板在多次水下爆炸载荷作用下的塑性变形形貌呈类球冠形,变形模式以弯曲变形和双向拉伸变形为主。药量与爆距一定时,钢板中心挠度增量随着水下爆炸加载次数的增加而逐渐减小,且第二次爆炸加载后挠度增量为首次爆炸加载后挠度的1/3。总药量不变时,与多次均匀水下爆炸加载结果相比,单次水下爆炸加载后钢板的挠度与厚度减薄率均偏大,中心挠度最大相差20.25%。[结论]试验与仿真结果具有较好的一致性,研究结果可为舰船防护设计提供参考。     

基于分布式网络的水面舰艇编队一体化导航方法

[目的]针对体系化作战中,水面舰艇编队导航面临设备损毁、导航干扰等复杂作战环境的挑战,提出一种基于分布式网络的水面舰艇编队一体化导航系统及方法。[方法]通过分布式协同导航提升编队应对复杂环境的可靠性和灵活性。编队一体化导航系统分为设备层、系统层和体系层,设备层输出原始的GNSS/INS导航数据,系统层输出节点独立导航数据,体系层融合生成编队协同导航数据。为实现体系层编队协同导航数据融合,采用Floyd算法,以基线传递路径最短的原则构建分布式编队协同导航网络,在节点独立导航数据的基础上通过动态基线传递生成节点协同导航数据;通过加权最小二乘法融合多个节点协同导航数据输出编队协同导航数据。[结果]仿真结果表明,应用该方法可成功构建分布式协同导航网络。通过导航支援,保障了受毁伤节点导航的不中断;通过精度支援,提升了受干扰节点的导航精度。[结论]分布式协同导航具有抗毁伤、抗干扰、可提高精度的优势,并可有效应对复杂的作战环境。     

基于非谐振单元的小型化带通频率选择表面设计

提出一种从等效电路角度出发设计基于非谐振单元频率选择表面（FSS）的方法。该方法所用的FSS单元尺寸仅为自由空间中电磁波波长的1/10左右,其采用最简单的金属贴片和十字栅格作为多层FSS单元交错层叠,实现类比集总带通滤波网络的特性;利用成熟的集总滤波网络理论并借助高频电路仿真软件ADS设计相应的等效电路模型,并在电磁场全波仿真软件HFSS中进一步小范围优化FSS单元的参数以达到设计目标。该方法可简化传统方法中繁琐的解析计算,有效缩短FSS的设计周期。根据设计和仿真的结果制作样品,并在搭建的测试环境中测试样品的透过率,发现结果与预期相符,其性能满足作为隐身雷达天线罩的要求,可以有效降低带外的雷达散射截面。     

高空核爆电磁脉冲入射情形下航空母舰上鞭状天线耦合特性分析北大核心CSCD

[目的]在考虑海面影响的情况下,研究大型舰船上鞭状天线在高空核爆电磁脉冲(HEMP)入射下的感应电流与脉冲入射角度和天线位置的关系。[方法]考虑海面的影响,采用半空间时域有限差分法(FDTD),用细导线算法解决由于精细结构导致的计算网格量巨大、效率低下的问题,用集总元件FDTD算法计算天线后面负载对感应电流的影响,采用基于多点接口(MPI)的并行算法提高计算效率。[结果]计算结果表明:在HEMP入射的情形下,某航空母舰模型上鞭状天线的感应电流与天线位置和入射角度等有关;典型情形下天线端口处的感应电流峰值为5.6 A。[结论]进一步分析表明,天线端口处感应电流的大小主要取决于天线位置,与脉冲的入射角关系不大。所做研究为大型舰船脉冲电磁波入射情形下的感应电流计算分析提供了算法基础,为舰船电磁兼容问题分析提供理论支撑。     

贴片型磁性吸波材料的吸收特性研究

分别以铁氧体和金属合金微粉为吸收剂,与塑胶按一定比例混合制得贴片型吸波材料.使用HP8722ES矢量网络分析仪测量系统,采用反射-传输网络法进行电磁参数和吸波性能测试.结果发现铁氧体和金属合金微粉吸收剂呈现出不同的电磁特性;以铁氧体吸波材料作为表层的双层复合吸波材料的吸收性能明显优于金属合金微粉做表层时的吸收性能;利用金属合金微粉与铁氧体的不同电磁特性可以改善现有吸波材料吸收特性.我们设制出三层结构,厚度为2.3mm的吸波材料,其反射率小于-8dB的带宽达到-14.44GHz.