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题名基于多孔结构的龙伯透镜微观结构融合技术
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作者
高羡明
任晓松
牛金召
卢少辉
张衍龙
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机构
陕西科技大学机电工程学院
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出处
《中国材料进展》
北大核心
2025年第5期482-491,共10页
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基金
国家自然科学基金青年科学基金项目(51905328)。
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文摘
针对龙伯透镜天线的结构轻量化问题,提出一种融合不同类型(P型和I-WP型)的混合结构的龙伯透镜设计。首先对P型和I-WP型多孔结构的水平集函数进行并集布尔运算,建立混合结构的模型,利用局部插值原理保证梯度结构连续性;基于S参数反演法计算基础多孔结构的等效介电常数,并分析混合结构不同体积分数占比对介电常数的映射规律;通过离散法进行基于基础多孔结构以及混合结构的龙伯透镜的设计,并利用3D打印技术制备3种不同结构的龙伯透镜天线。在CST软件中和微波暗室内对不同结构的龙伯透镜的焦距进行仿真和试验,选取标准增益喇叭进行馈电,在焦距为10 mm处3种龙伯透镜的增益均达到最大值,试验结果与仿真结果基本吻合。混合结构型龙伯透镜在达到电磁性能的同时在轻量化方面具有优势,其体积分数相比I-WP型减少19.86%,相比P型减少3.81%,并且提高馈源增益约13 dBi,并且对馈源所发出的电磁波具有良好的汇聚效果。以上研究可为其他类型龙伯透镜天线的轻量化设计提供理论与技术参考。
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关键词
龙伯透镜
轻量化
混合结构
局部插值
水平集函数
s参数反演法
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Keywords
Luneburg lens
lightweight
mixed structure
local interpolation
level set function
s-parameter inversion method
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分类号
TN821.5
[电子电信—信息与通信工程]
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题名基于三周期极小曲面的龙伯透镜设计
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作者
高羡明
杨存磊
赵逸飞
卢少辉
张跃
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机构
陕西科技大学机电工程学院
西安交通大学机械工程学院
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出处
《机械设计》
CSCD
北大核心
2024年第11期50-57,共8页
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基金
国家自然科学基金青年科学基金项目(51905328)
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文摘
基于三周期极小曲面多孔结构设计并采用3D打印技术制造了一种工作在X波段的龙伯透镜天线。首先,对I-WP型三周期极小曲面进行多孔结构的连续化梯度建模;然后,通过HFSS仿真软件获得不同体积分数的多孔结构的S参数,并基于S参数反演法得到不同体积分数的等效介电常数并对两者的结果进行拟合;最后,建立10 mm的离散梯度单元,得到了所需的梯度变化介电常数。根据以上分析设计了实际直径180 mm的龙伯透镜,通过CST仿真软件得到龙伯透镜天线的性能参数,与实测数据基本吻合。
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关键词
三周期极小曲面
连续梯度多孔结构
s参数反演法
梯度介电常数
龙伯透镜
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Keywords
triply-period minimal surface
continuous gradient porous structure
s-parameter inversion method
gradient permittivity
Luneburg lens
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分类号
TN821.5
[电子电信—信息与通信工程]
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