摘要:微波无线能量传输(MWPT)系统中，大功率高效率固态源的研究一直受到广泛关注。传统固态微波源采用级联放大器结构，而大功率压控振荡器(VCO)由单只放大器与反馈回路组成，具有设计电路简单，尺寸小且成本低的优势。本文对微波源的类型进行了分类概述，阐释了大功率压控振荡器在微波无线能量传输中的应用价值。回顾了大功率振荡器的设计历史，总结了大功率振荡器实现压控调谐的途径，给出了基本设计方法与建议，并对未来研究方向进行了展望。

摘要:氮化镓(GaN)凭借宽禁带、高电子迁移率、耐高温高压等优异特性，在微波无线能量传输(MWPT)整流领域展现出显著优势。本文综述了基于氮化镓器件进行微波整流的研究进展：首先介绍了氮化镓器件在整流中的应用形式以及电路拓扑结构；其次从高效率、宽输入功率范围、宽频带3个角度，阐述了多种改善微波整流器性能的方法与技术；最后展望了氮化镓整流器的未来发展方向。

摘要:提出一种新型单层双极化宽带紧凑型整流超表面，用于微波无线能量传输或环境能量收集。该设计由5×5单元阵列构成，每个单元采用多谐振结构直接连接整流二极管，无需匹配网络，即可实现宽带、高效能量收集与整流。仿真结果表明，该超表面可在2.82~4.37 GHz频带内能量收集效率实达80%以上，且角度稳定性超过45°。当输入功率控制在0 dBm时，该整流超表面在此频带内的射频到直流(RF-DC)功率输出总效率最高可达53%。实验测试结果证明，加工后的整流超表面在功率密度为0.78 mW/cm²时，2.75~4.0 GHz频带内的RF-DC总效率均大于34%，且最高可达45%，验证了设计方法的有效性。

摘要:微带相控阵天线在空间微波能量传输系统的应用前景广阔，但由空间环境带来的天线充放电问题值得关注。本文开展了表面镀膜与表面构型对介质表面二次电子发射调控的研究。结合实验研究发现，对微带天线表面进行磁控溅射陶瓷薄膜能够有效提升材料的二次电子发射系数(E₂点)与高能段二次电子发射系数，证明了表面镀膜方法具有抗电子束辐照能力。在此基础上，以工作在X频段的微带天线为例，实验分析了表面处理加固方式对天线充放电效应的影响。结果表明，在电子能量为1~20 keV，束流密度为1~100 nA/cm²的表面带电环境下，加固后的微带天线介质材料受辐照后，介电常数变化范围降低72%，发生充放电效应的阈值提高40%，天线单元在大功率(峰值功率50 W)工作条件下，频率偏移为0.19%，辐射效率比为62.63%。

摘要:针对传感器节点频繁供电维护及信息传输问题，提出一种基于极化分集的整流超表面天线。在3.6 GHz频段利用垂直极化方向集成整流二极管实现微波无线能量收集，完成射频到直流的转化；同时在2.45 GHz频段采用水平极化进行传感器数据的发送。相较于传统整流天线，该超表面结构摒弃了阻抗匹配枝节，其单元尺寸仅为20 mm×20 mm×2.29 mm(0.16λ₀×0.16λ₀×0.02λ₀)，工作在2.45 GHz和3.6 GHz频点的能量传输效率分别达到90%和96.6%，在输入功率为3 dBm时最高实现41%的整体效率，具备优异的电磁波吸收与辐射性能，具有小型化、集成度高、多功能的优点。实验验证了该超表面天线能够在实现对传感器供电的同时进行信息的发送，为构建未来智慧城市中自供电物联网(IoT)系统提供新的技术思路。

摘要:采用双极化缝隙耦合交叉馈电堆叠天线单元，设计了一种C波段的双极化宽带宽角二维扫描相控阵天线。该天线单元采用正交分层馈线方法将水平和垂直极化馈电分开，以非接触式缝隙耦合方式实现方形金属贴片馈电与低交叉极化特性，通过寄生贴片有效拓展了天线的工作带宽；基于镜像布阵方法，有效抵消天线单元间耦合，提高天线阵列的交叉极化特性；在天线单元四周引入金属屏蔽柱，降低了波束扫描时天线单元间的串扰，提升了波束扫描性能。加工制作了一件4×4相控阵天线样品，仿真和实测结果显示，该天线-10 dB阻抗带宽可达到1 GHz左右；在工作频带范围内，交叉极化低于-40 dB；在3.95 GHz、±60°波束扫描范围内，天线E面和H面增益下降3 dBi。

摘要:随着物联网拓扑密度的增长，传统能量收集系统对输入功率波动敏感，难以满足复杂电磁环境下宽域功率能量收集需求。本文提出了一种集成SMS7630二极管的宽功率整流超表面，通过优化设计整流超表面(RMS)单元结构提供高阻抗，可与呈现非线性特征的整流二极管阻抗形成共轭匹配，平衡整流二极管在宽功率下的阻抗变化而无须使用外部匹配网络。全波分析与实验测试结果表明，所设计的整流超表面工作在5.8 GHz，适用于输入功率为-7~2 dBm的环境。基于5×5整流超表面阵列的实验测试表明，在该功率范围内，射频-直流(RF-DC)转换效率始终高于24%，并在2 dBm时峰值效率达到43%。

摘要:为建立准确的尾纤结构电磁模型并分析其对电缆串扰的影响规律，本文以编织型屏蔽线缆为对象，系统探讨了尾纤结构对线缆串扰的影响。首先，对编织层及其尾纤结构进行三维建模，通过全波仿真探究尾纤长度和数量对线缆串扰产生的影响；进一步设计实验方案，对不同尾纤长度和数量下的线缆串扰进行实测，测试数据与全波仿真结果误差小于2 dB。研究结果表明，所采用的几何建模结合全波仿真的方法能够较准确地模拟现实中的线缆串扰。在所研究的参数范围内，每增加一根尾纤，串扰强度降低5~7 dB；尾纤长度每增加1 cm，串扰强度增加2~4 dB。本研究验证了几何建模结合全波仿真用于尾纤结构串扰分析的准确性，为尾纤结构的电磁兼容分析与优化提供了有效手段。

摘要:提出一种采用非对称圆弧折叠波导的3π带边振荡器，通过非对称圆弧折叠波导构建了3π止带，得到带边高耦合阻抗，显著提升了注波互作用效率。利用CST粒子工作室对振荡器的三维注波互作用进行粒子模拟(PIC)，结果表明其振荡频谱集中于94 GHz。在此基础上，以功率提升为目标进行优化设计，在考虑高频损耗的条件下，该振荡器在93.3 GHz处获得了578 W的最大振荡输出功率。

摘要:为解决传统太赫兹源转换效率低的问题，提出一种基于周期性极化磷酸氧钛钾(PPKTP)平板波导的级联差频理论模型。通过结合切伦科夫辐射效应与准相位匹配(QPM)相互作用，建立实现高效太赫兹辐射的理论设计方法。数值模拟结果表明，15阶切伦科夫型准相位匹配级联差频产生太赫兹的过程显著突破了传统Manley-Rowe效率极限，太赫兹光子转换效率达到424.5%，较无级联方案提升15倍。通过理论分析级联差频结合切伦科夫效应产生太赫兹波，并通过优化波导结构参数和泵浦光频率，进一步提高了太赫兹输出功率，为高功率集成化太赫兹源的开发提供了理论依据。

摘要:编码超表面可以灵活调控电磁波，为在频域内采用编码序列操纵电磁波提供了很高的自由度。本文采用狄拉克半金属(DSM)设计了一种3层反射式单元，在不改变单元结构的情况下，通过施加外部偏置电压改变DSM的费米能级(EF)，在1.90 THz处实现了2-bit编码，并具有±60°的相位稳定性。为应对不同入射角下的电磁波，基于远场散射理论，利用遗传算法针对性地优化超表面阵列，以入射仰角为0°、15°、30°、45°和60°为例设计了5个阵列，并对编码超表面进行建模分析。结果表明，电磁波垂直入射时，其在1.77~2.47 THz范围内实现了超过10 dB的雷达散射横截面(RCS)缩减，最高可达28.4 dB；电磁波以入射仰角60°入射时，其在1.82~2.24 THz范围内实现了超过10 dB的RCS缩减，最高可达15.2 dB，实现了宽带广角RCS缩减。

摘要:针对太赫兹行波管(TWT)电子注层流性开展定量研究，引入新的无量纲参数——电子注层流化参数，推导出适用于电子注的层流性定量公式，并建立了定量评估电子注的理论模型。基于该理论模型，采用Matlab软件计算和分析了热初速效应对层流性的定量影响。计算结果表明，G波段行波管电子枪阴极热初速是破坏层流性的关键因素，在其他参数固定不变时，热初速会导致电子注层流化参数增大78.59%。因此，所提出的层流化参数可有效定量表征电子注层流性。

摘要:由于机动平台姿态存在不确定性，导致传统的基于单个回波或依赖平台姿态的高度估计算法受限，精度下降。对此，提出一种基于波束扫描的相控阵雷达高度估计方法，旨在实现平台姿态未知情况下的高精度测高及姿态角反演。该方法建立了高度与姿态角、斜距和波束指向之间的几何关系模型，利用相控阵天线快速扫描多个波位分别获得回波估计斜距；并基于几何模型构建方程组，采用最小二乘法对其求解来反演得到高度和姿态角。该方法利用相控阵进行多波位扫描克服了传统算法的局限性，并通过最小二乘法优化有效降低了斜距测量误差对测高精度的影响。仿真实验结果显示，在多种平台姿态的场景下，所提方法高度估计的相对误差均小于1%，俯仰角和滚转角反演误差均小于1°，表明所提方法具有较高精度和稳定性。与传统测高算法相比，所提方法不仅能稳定地高精度测高，还具有更高的计算效率。此外，实测数据进一步验证了该算法的有效性，为机动平台测高提供了一种可靠的解决方案。

摘要:针对间歇采样转发干扰存在非合作信号脉冲前沿捕获困难、干扰占空比低、适应性有限等问题，提出一种复合时序间歇采样转发干扰样式。介绍了间歇采样转发干扰的干扰原理；之后从干扰时序设计及干扰波形时域设计、频域设计等方面详细阐述复合时序间歇采样转发干扰的干扰原理及设计思路；仿真分析不同干扰参数的干扰效果，并验证干扰参数设置与干扰效果对应关系。理论分析及仿真结果表明，所提方法具有参数控制灵活多变、干扰效果好、可扩展性强的特点。