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基础研究  

左手媒质机理及应用研究

实验室长江学者特聘教授崔铁军等近几年在国家杰出青年科学基金和国家基础研究计划(973项目)子课题等的资助下在左手媒质的机理与物理现象方面开展了卓有成效的研究工作,代表性创新成果有:

证明了电磁波在这种新型的左手媒质中满足时间因果性;给出了在频率耗散媒质中电磁能密度的新的定义公式,此定义适用于所有媒质情况。在此框架下,证明了左手媒质中电磁能量都是正的,进而证明左手媒质不违背任何基本物理定律;提出了一种应用左手媒质板来实现电磁波和电磁能局域化的新方法和几种新结构;提出了应用左手媒质波导实现超大功率的产生和传输;提出了应用各向异性手征媒质实现群速负折射、相速负折射、背向波等新奇物理现象的途径和方法;该途径较左手媒质更容易实现;提出了应用左手媒质透镜实现高功率、高定向性电磁波束的辐射;等等。

以上成果均发表在国际著名刊物上,包括Physical Review B (8篇), Physical Review E (1篇), Applied Physics Letters (3篇), Optics Letters  (1篇), Optics Express (3篇), Journal of Applied Physics (2篇), Journal of the Optical Society of America A (1篇), Physics Letters A (3篇), IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques (1篇),并被多次引用。

 

复杂电磁问题算法及应用研究

近五年来,实验室成员在不变性测试方程(MEI)、区域分解算法、快速多极子(FMM)算法、高频算法、分层媒质中的Green函数、渐进波形估计(AWE)、预条件算法等方面开展了卓有成效的研究工作,获得了一系列创新研究成果。

目标特性研究取得重要进展。电大复杂目标体电磁散射及电磁兼容的特性的研究是国内外电磁理论界最关注的研究方向之一。毫米波国家重点实验室崔铁军教授、洪伟教授、徐金平教授、周后型教授等近几年在这方面取得了重要的研究进展,在国际权威刊物上发表了一系列有影响的理论成果,完成了实用软件,并在重要工程中得到应用。

突破了真实移动平台三维CAD实体建模技术和电磁分析核心软件有机结合的关键技术,独立自主地开发了准确高效的目标特性和电磁兼容仿真分析软件,很好地解决了多项预研项目和实际型号工程项目的电磁分析与仿真问题。与CST合作的SeuS商业化仿真软件的第一个版本将于近期推出。

近5年在国际、国内核心刊物和会议,如IEEE Trans. on MTT、IEEE Trans. on AP、IEEE Trans. on EMC、IEE Proc.-H、Electron. Lett. Radio Science、中国科学等上总计发表学术论文300多篇,SCI/EI/ISTP收录200多篇次,被国内外学者引用超过200次。

 

微波毫米波电路集成新技术研究

高度集成是微波毫米波电路的发展趋势,其集成技术包括无源电路集成和有源电路集成两个方面。在无源电路集成方面,近年来大力发展了基片集成波导技术和半模基片集成波导技术;在有源电路集成方面,近年来开展了单片集成电路(芯片)的设计与研制。在这两个方面都取得了重要进展和突出的成果,下一步将基于系统级封装(SiP)的概念发展微波毫米波系统的集成新技术研究

在九十年代中后期,美国和一些日本学者在将波导集成于平面电路方面已开展了一些工作,如基于LTCC工艺实现层叠波导(Laminated Waveguide),用杆壁波导(Post-wall wavguide)为缝隙阵列天线馈电等

2000年以来,长江学者讲座教授吴柯提出了基片集成电路(SIC)的概念并同特聘教授洪伟等在基片集成波导的导波特性、不连续性、各种元部件、天线、有源电路、微波毫米波单板系统集成等方面开展了系统深入的研究,从而将基片集成波导发展成了一种领域性微波毫米波集成新技术。

2005年洪伟教授等又提出半模基片集成波导(HMSIW)的概念,与SIW元部件相比,尺寸减小约一半。

东南大学毫米波国家重点实验室在对SIW/HMSIW传输特性充分研究的基础上,实现了高性能的微波毫米波滤波器、双工器、定向耦合器、功率分配器、天线、空间滤波表面、混频器、上变频器、高集成度前端等,在国际权威刊物上发表了一系列论文,并提交了40多项发明专利申请,极大地推进了SIW技术的发展,在国际上产生了比较大的影响。近来,SIW/HMSIW技术在中国台湾地区、韩国、日本、美国、欧洲等开始受到广泛关注,发表论文的数量逐年递增。这项新的技术已逐渐为国际微波界所认识,并开始受到工业界的关注。

在微波毫米波单片集成电路方面,已完成8mm波段VCO、混频器、倍频器、开关、放大器等单功能芯片的研制,目前正在开展单片接收/发射前端的设计与研制。

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