【明日报告】博士学位论文答辩公告及学术论坛

魏昆
学位论文简介

天线单元间强耦合不仅影响天线单元性能,同时对天线阵列的性能也产生非常不利影响,具体表现在:导致天线单元辐射效率下降、增益降低、阻抗匹配效果恶化和辐射方向图产生畸变等;引起天线阵列中不同位置天线单元间一致性变差,不利于天线阵列模块化设计。因此,研究天线单元间耦合抑制对于天线阵列设计来说具有重要意义和实用价值。本文主要针对提高微带天线(阵列)性能问题,从带阻滤波耦合抑制方法和耦合场极化旋转耦合抑制方法两方面展开研究。研究和设计了几种不同类型缺陷地结构,通过在微带天线单元或天线阵列的金属接地板上加载缺陷地结构,实现了(1)天线阵列中天线单元间耦合抑制;(2)改善耦合抑制天线阵列(指实现耦合抑制的天线阵列)中天线单元交叉极化性能;(3)新型圆极化微带天线设计。本论文主要研究内容和创新性研究成果如下:


(1)研究缺陷地结构在天线单元间耦合抑制中应用。建立耦合抑制天线阵列物理模型,通过仿真和实验等手段分析缺陷地结构耦合抑制性能。分析金属接地板和辐射贴片表面电流分布变化情况,验证带阻滤波耦合抑制方法的工作原理。设计了U型和S型两种缺陷地结构并用于抑制天线单元间耦合。通过软件仿真,分析缺陷地结构物理尺寸变化对天线单元间耦合抑制性能影响。仿真和实测结果均证实,采用带阻滤波耦合抑制方法,有效地抑制天线单元间耦合,提高天线单元辐射效率、增加方向图平坦度和改善方向图对称性。


(2)缺陷地结构相较于其他类型带阻滤波结构的优点是:非周期性缺陷地结构同样具有某个频段内带阻滤波特性。为了实现小型化天线阵列中天线单元间耦合抑制,本文提出一种新型分形缺陷地结构。分析新型分形缺陷地结构参数,理解其带阻滤波特性的工作原理,给出新型分形缺陷地结构的详细设计步骤。在天线单元间金属接地板上加载2阶和3阶分形缺陷地结构均能有效减小天线单元接收来自其他天线单元辐射的电磁能量,实现天线单元间耦合抑制。


(3)除了使用带阻滤波方法抑制天线单元间耦合外,本文还研究耦合场极化旋转方法实现天线单元间耦合抑制。耦合场极化旋转耦合抑制方法的原理是将耦合场中耦合电场的极化方式扭转90°,从而减小天线单元间电磁能量接收和相互影响。通过在天线单元间添加具有耦合场极化旋转功能的缺陷地结构,成功抑制天线单元间耦合强。但是,耦合场极化旋转耦合抑制方法增加了天线单元交叉极化。针对这一问题,在耦合抑制天线阵列中添加半圆型缺陷地结构,用于提高天线单元交叉极化性能。


(4)极化旋转缺陷地结构能增加天线单元交叉极化数值,在此原理基础上,提出一种加载缺陷地结构实现微带天线圆极化设计的新方法。通过在微带天线贴片斜下方金属接地板上加载缺陷地结构,进一步增加微带天线交叉极化数值,保证线极化微带天线的交叉极化电场强度和主极化电场强度相当。调节缺陷地结构尺寸参数,可激发方向正交、幅值相同且相位差90°的两个电场分量,满足圆极化辐射条件。在微带天线金属接地板上加载本文提出的2阶和3阶Y型分形缺陷地结构,成功实现微带天线圆极化设计。旋转Y型分形缺陷地结构,可实现微带天线右旋和左旋圆极化辐射相互转换

学术成果

[1] 第一作者. Kun Wei, Jian-Ying Li, Ling Wang. Mutual Coupling Reduction by Novel Fractal Defected Ground Structure Band-gap Filter. IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 64, no. 10, pp. 4328-4335, 2016. (2区,SCI:000386076200018,EI:20164603012515)论文第三章


[2] 第一作者. Kun Wei, Jian-Ying Li, Ling Wang. A New Technique to Design Circularly Polarized Microstrip Antenna by Using Fractal Defected Ground Structure. IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 65, no. 7, pp. 3721-3725, 2017. (2区,SCI:000405395500044)论文第五章


[3] 第一作者. Kun Wei, Jian-Ying Li, Ling Wang. S-shaped Periodic Defected Ground Structures (PDGS) to Reduce Microstrip Antenna Array Mutual Coupling. Electronics Letters, vol. 52, no. 15, pp. 1288-1290, 2016. (4区,SCI:000381001600007,EI:20163002630718)论文第二章


[4] 第一作者. Kun Wei, Jian-Ying Li, Ling Wang. Mutual Coupling Suppression and Cross-polarization Improvement by Defected Ground Structure. IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters. Revised. (3区)论文第四章


[5] 第一作者. Kun Wei, Jian-Ying Li, Ling Wang. Microstrip Antenna Array Mutual Coupling Suppression Using Coupled Polarization Transformer. IET Microwave and Antennas Propagation. accepted. (4区)论文第四章


[6] 第一作者. Kun Wei, Jian-Ying Li, Ling Wang. Mutual Coupling Reduction of Microstrip Antenna Array by Periodic Defected Ground Structures. 5th Asia-Pacific Conference on Antennas and Propagation (APCAP 2016), pp. 389-390, 2016. (EI:20171203460574)论文第二章


董跃振
学位论文简介

使用微波辅助的分散聚合技术制备了一系列具有疏水特性的含氟反离子聚离子液单分散微球,并首次研究了聚离子液材料在无水条件下的电流变特性。通过一系列深入的研究工作,证明了聚离子液材料可以成为一种极其理想的无水聚电解质基电流变材料。通过在分子层面上的对聚离子液的化学结构—电流变性能关系的深入研究,揭示出了聚离子液产生电流变性能的深层机理,探究出了具有更高电流变性能的聚离子液材料所需的结构特征,从而为开发出高性能实用的无水聚电解质基电流变材料提供设计与制备新途径。


论文的主要工作和创新点:

1.  首次利用微波辅助的分散聚合技术制备出了聚离子液单分散微球电流变材料,并阐释了聚离子液在无水环境下产生电流变效应的机理。通过上述研究,为开发高性能实用型无水聚电解质基电流变材料提供了设计与制备新途径。


2.  设计并合成出了一系列具有不同阴/阳离子尺寸的聚离子液电流变颗粒,研究了阴/阳离子的尺寸对聚离子液体颗粒的电流变效应的影响,加深了对聚离子液产生电流变效应的机理的理解。


3.  合成出了一系列具有不同尺寸的烷基侧链的聚离子液颗粒,进一步研究了聚离子液侧链的尺寸对宏观电流变性质的影响。


4.  合成出了一系列具有不同种类反离子的聚离子液颗粒,深入研究了聚离子液的反离子结构对电流变性能的影响。

学术成果

[1] 第一作者. Yuezhen Dong, Jianbo Yin, Xiaopeng Zhao. Microwave-synthesized poly(ionic liquid) particles: a new material with high electrorheological activity [J]. Journal of Materials Chemistry A, 2 (2014) 9812-9819


[2] 第一作者. Yuezhen Dong, Jianbo Yin, Jinhua Yuan, Xiaopeng Zhao. Microwave-assisted synthesis and high-performance anhydrous electrorheological characteristic of monodisperse poly(ionic liquid) particles with different size of cation/anion parts [J]. Polymer, 97 (2016) 408-417


[3] 第一作者. Yuezhen Dong, Yang Liu, Bo Wang, Liqin Xiang, Xiaopeng Zhao, Jianbo Yin, Influence of counterion type on dielectric and electrorheological responses of poly(ionic liquid)s [J]. Polymer, 132 (2017) 273-285


[4] 第一作者. Yuezhen Dong, Bo Wang, Liqin Xiang, Yang Liu, Xiaopeng Zhao, Jianbo Yin, Influence of Side Chain Sizes on Dielectric and Electrorheological Responses of Poly(ionic liquid)s [J]. The Journal of Physical Chemistry B, 121 (2017) 6226-6237


大会主旨与特邀报告

宋謌平博士,微软亚洲研究院首席研究员,IEEE Fellow。题目:Speech Generation to Cross Speaker, Dialect and Language Barriers


蒙美玲教授,香港中文大学,IEEE Fellow。题目:Future of AI(人工智能的未来)


郑伟诗教授,中山大学, 题目:非对称行人重识别


谢磊教授,西北工业大学,题目:深度对抗学习在语音处理中的应用


李柏晴副教授,香港中文大学,题目:Network Measurement of Scale


贾珈副教授,清华大学,题目:Affective Computing on Social Media Data


杨涛教授,西北工业大学,题目:无人系统智能视觉感知


吴志勇副教授,清华大学,题目:User Intention Understanding and Expressive Speech Generation for Intelligent Speech Interaction


刘知远助理教授,清华大学,题目:Deep Learning and Knowledge Acquisition


韩文弢博士,清华大学,题目:大规模图处理的编程模型与优化技术


Panel讨论特邀嘉宾:

梁家恩博士,云知声创始人,CTO

尹方鸣,ROOBO总裁

李坤,SpeechX创始人,CTO

文案来源丨研究生院

美编丨又清