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题名等离子体吸波器密度分布优化方法
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作者
王咏歌
姚静锋
李健飞
袁承勋
周忠祥
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机构
哈尔滨工业大学物理学院
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出处
《飞控与探测》
2025年第4期20-26,共7页
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基金
国家重点研发计划(2022YFE0204100)
国家自然科学基金(12205067,12175050)
哈尔滨工业大学青年拔尖计划(AUGA5710053224)。
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文摘
在现有等离子体隐身研究中,几种特定的等离子体电子密度分布被广泛讨论。而对于任意等离子体密度分布,现有研究较少且缺乏统一的框架。针对该问题,提出了根据频段吸波需求逆向设计等离子体参数分布的方法,使用切比雪夫多项式来逼近等离子体频率空间分布。利用数值方法进行优化,得到在给定吸波频段内吸收率最大的最优多项式系数。等离子体吸波结构的反射系数由分层递推方法仿真计算,给出了在5~15 GHz频段内,不同厚度下吸收效率最高的设计方案,最终实现5 cm厚度下频段内反射率低于-11.0 dB,10 cm厚度下低于-21.36 dB。结果表明,该方法比传统方法目的清晰,允许对指定波段吸波进行逆向设计。
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关键词
等离子体隐身
RCS缩减
宽带吸波器
优化方法
切比雪夫多项式
逆向设计
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Keywords
plasma stealth
RCS reduction
broadband absorbers
optimization methods
Chebyshev polynomials
reverse design
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分类号
O539
[理学—等离子体物理]
TP612.4
[自动化与计算机技术—控制理论与控制工程]
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题名基于分形结构的宽带超薄吸收超表面
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作者
魏秀丽
姚静锋
李健飞
袁承勋
周忠祥
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机构
哈尔滨工业大学物理学院
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出处
《飞控与探测》
2025年第4期27-36,共10页
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基金
国家重点研发计划(2022YFE0204100)
国家自然科学基金(12205067,12175050)
哈尔滨工业大学青年拔尖计划(AUGA5710053224)。
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文摘
微波吸收器覆盖在物体表面时可以降低微波反射,被广泛用于通信、航空航天、国防和军事等领域,但传统结构的微波吸收器难以兼顾吸波带宽、尺寸和吸收率。从分形结构出发,提出了一种单层宽带超表面结构,并利用有限时域差分法(Finite-Difference Time-Domain,FDTD)进行求解。研究表明,该结构在10.1~15.9 GHz的宽带频率范围内提供了80%以上的高吸收率,且具有超薄特性,厚度为1.37 mm,约为0.046λ(λ是最低频率10.1 GHz对应的波长,约为29.7 mm)。该超表面以二阶谢尔宾斯基分形结构为结构单元,进一步分析表明,该吸收器具有86%的分数带宽(Fractional Bandwidth,FBW)且在40°的入射角内仍能有效吸收。该装置以简单的结构提供了微波宽带吸收,在隐身技术、电磁兼容性和通信技术等领域具有重要的应用前景。
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关键词
超表面
宽带吸收
有限时域差分法
分形结构
微波吸收器
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Keywords
metasurface
broadband absorption
finite-difference time-domain
fractal structure
microwave absorber
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分类号
O539
[理学—等离子体物理]
TP612.4
[自动化与计算机技术—控制理论与控制工程]
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题名滑移晶格引导的拓扑边缘态
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作者
刘子逸
李健飞
陈晨
姚静锋
袁承勋
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机构
哈尔滨工业大学物理学院
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出处
《飞控与探测》
2025年第4期37-42,共6页
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基金
国家重点基础研究发展计划(2022YFE0204100)。
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文摘
当电磁波在周期性介质中传播时,会因布拉格散射形成电磁波禁带,导致电磁波在一定的频率范围内不能传播。为解决上述问题,在空气背景下以氧化铝材料构建了两种不同类型的正方晶格,利用有限元法求解了3种不同光子晶体的能带,其中两种是由第一种滑移操作得来的;然后通过对两种不同类型的晶格进行拼接,构建超元胞,最终实现了拓扑边缘态;通过分析单晶格元胞能带,总结出拓扑边缘态形成的位置原因,提出的该方法形成的拓扑边缘态能对电磁波通过的频率进行相应的调控,为可调微波器件提供了新颖的设计思路。
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关键词
光子晶体
能带结构
边缘态
电磁波调控
正方晶格
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Keywords
photonic crystal
band structure
edge state
electromagnetic wave regulation
square lattice
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分类号
O539
[理学—等离子体物理]
TP612.4
[自动化与计算机技术—控制理论与控制工程]
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