智能电子学研究所

2022年IEI学生培养与科研进展

1.黄泽

江建军教授和缪灵副教授指导博士生黄泽在IEEE Transactions On Microwave Theory And Techniques (TMTT) 发表题为“Partition Layout Loading of Frequency Selective Surface Absorbers on the Curved Surfaces for the Significant RCS Reduction”的研究论文。雷达散射截面(Radar Cross Section, RCS)缩减是提升高价值飞行目标雷达隐身的关键。针对曲面低频雷达散射截面RCS缩减这一难题,该论文提出了“分而治之,合而御之”的设计思想,采用感应电流-综合分析(Induced Current J- Synthesis Analytic Radar cross section, J-SAR)技术,实现了对金属曲面结构不同区域的散射贡献比的精准计算。据此,分区域设计加载频率选择表面(Frequency Selective Surface, FSS)吸波结构,达到了曲面结构在微波低频段(0.95-15 GHz)的RCS强缩减的目的。相比设计传统方案,显著提升了RCS缩减性能。这项工作充分体现出了“散射源精准识别到有效抑制”思路,对类似的多散射贡献源识别和抑制研究有着重要借鉴意义。

江建军教授和缪灵副教授指导博士生黄泽在IEEE Transactions On Antennas And Propagation (TAP)发表题为“Tapered Resistive Sheets Loading to the FSS Absorber for the Wide-Angle Monostatic RCS Reduction Applications”的学术论文。宽角雷达散射截面(Radar Cross Section, RCS)缩减是提升高价值目标生存能力的关键。该文章根据不同的主要散射机制将整个威胁角域范围分为三个部分,并对其主要散射机制进行精确分析。据此,采用频率选择表面(Frequency Selective Surface, FSS)吸收器来降低第一角度部分内的镜面回波;使用锥形电阻片(Tapered Resistive Sheets, TRS)作为边缘终端分别加载到金属层和FSS层,以提供缓慢变化的表面电流,实现了自由空间和目标之间的电学过渡,在宽角度范围(0°-85°) 对1.3-2 GHz频带实现了RCS显著缩减。该工作为抑制复杂FSS结构的边缘绕射提供了了新思路,有利于推进FSS吸波结构在宽角领域的开发与应用。



2.曹昭旺

江建军教授和缪灵副教授指导博士生曹昭旺在IEEE Transactions On Antennas And Propagation (TAP)发表题为“Impedance Well Effect From Circuit Analysis and New Design Concepts for Ultrabroadband Passive Absorber”的学术论文。在超高频(UHF)波段,如何提高厚度较薄微波吸收体的吸收带宽限制已经成为电磁散射领域的一个重要挑战。该论文系统性地运用传输线理论、输入阻抗和电场分布等分析方法,首次提出了单层阻抗阱(Impedance Well, IW)无源吸波体的设计概念,在提高带宽的同时使吸波体接近Rozanov厚度极限。据此设计的IW吸波体能够以0.069倍最小工作波长的厚度实现在0.45-2.34 GHz的-10 dB吸波带宽,带宽比(BWR)达到5.2(135.5%)。该工作为拓展雷达吸波体的带宽提供了新思路,有利于宽带雷达隐身材料的开发与制备。

江建军教授和缪灵副教授指导博士生曹昭旺在IEEE TRANSACTIONS ON ANTENNAS AND PROPAGATION (TAP)发表题为“Backend-Balanced-Impedance Concept for Reverse Design of Ultra-wideband Absorber”的学术论文。更宽的吸收带宽通常伴随着更复杂和困难的设计和更高的计算成本,这已经成为电磁散射领域的一个重要挑战。该论文首次提出了后端平衡阻抗(Backend-Balanced-Impedance, BBI)的新设计理念,通过对已知吸波体的金属背板改造重构,高效地设计超宽带FSS吸波结构。据此设计的BBI超宽带吸波体的-10dB吸收带宽在0.87-9.28 GHz范围内,厚度仅为0.0858倍最小工作波长。相比设计传统方案,该设计理念可操作性强,对现有吸波体对可塑性强,大幅降低设计和制造成本,为隐身技术的工程化应用提供理论和技术参考。


3.毛章龙

江建军教授和缪灵副教授指导博士生郭赛、硕士生毛章龙在IEEE Antennas And Wireless Propagation Letters (AWPL)发表题为“Parasitic Effect Suppression With Resonance Cancelation for Broadband Absorber/Reflector”的学术论文。有源频率选择表面(Active Frequency Selective Surface, AFSS)通过有源器件可实现吸波带宽、吸波深度和角响应特性可调以及状态切换等功能,但寄生参数严重限制了AFSS的带宽。针对这一难题,该论文提出了一种具备宽带性能的可切换双面AFSS吸波/反射切换屏,通过高精度曲折电感、引入间隙电容以及双面隔离等设计,引入谐振消除效应,有效地打破了PIN二极管的寄生电容对吸收带宽的限制。据此设计的宽带可切换双面AFSS吸波/反射切换屏正入射-10 dB吸收带宽为3.91-9.77 GHz。该工作提出的谐振消除设计方法为抑制PIN二极管寄生电容提供了新想法,在智能隐身系统具有巨大的应用潜力。


4.张昊

江建军教授和缪灵副教授指导硕士生张昊在IEEE Antennas And Wireless Propagation Letters (AWPL)发表题为“Miniaturized Lossy-Layer Scheme for Designing a Frequency Selective Rasorber”的学术论文。频率选择表面天线罩 (Frequency Selective Rasorber, FSR)可以吸收特定频率范围内的电磁波,同时保证天线工作频带内电磁波的传输,在未来有潜力应用于探测系统的双站雷达散射截面(Radar Cross Section, RCS)缩减。当FSR的单元尺寸大于等于电磁波半波长时会出现栅瓣,影响其工作性能。针对这一难题,该论文提出了一种用于设计频率选择天线罩的小型化损耗层方案,采用一个负载有单独金属-绝缘体-金属(separate metal–insulator–metal, SMIM)电容器的有损层,满足了天线系统实现全向隐身的应用要求。据此设计的小型化FSR损耗层在正入射时于6GHz处获得带宽为40.9%的1dB传输频带,同时在1.5-4.05 GHz频带内具备超过90%的吸收率,厚度仅为0.035倍最小工作波长。该工作提出的SMIM电容器结构为FSR小型化元件的建立提供了一种替代方法,有望投入到实现天线系统的全向隐身应用中。

联系方式

地址:武汉市洪山区珞瑜东路1037号华中科技大学光学与电子信息学院B2区

邮政编码:430074

电话:027-87541666

关注微信

扫一扫,即可关注

鄂ICP备05003321号-1   鄂公网安备 42011102000123号

技术支持: 武汉冠兴科技