分会场:超材料及其在电波传播及调控中的应用

Publish Date:2023/08/28

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报告题目:时空超表面对电磁散射的动态调控

报告人:南京大学 冯一军

报告人简介:冯一军,南京大学电子科学与工程学院教授、副院长、江苏省“先进电磁波调控技术”重点实验室副主任。主要开展人工电磁材料及微波器件和技术应用、新一代无线通信技术等研究。主持承担了科技部973、863、重点研发项目、自然科学基金重大项目、教育部重大科研项目、自然科学基金重大计划等项目和课题。发表期刊学术论文200余篇,2021-2023连续入选爱思唯尔年度“中国高被引学者”。曾获2021年度陕西省自然科学一等奖、2022年度中国通信学会自然科学一等奖。

报告摘要:近来结合有源可调元件的可重构电磁超表面,可以实现由外部激励控制的实时可调和可重构电磁波调控功能,而由时变信号控制各单元而形成的时空电磁超表面,更为人们动态操纵电磁波提供了新方式和新平台。本报告将简要介绍时空超表面的设计方法、控制方案和电磁波调控方式,重点介绍如何通过时空超表面实现对电磁波散射幅度、相位、频谱、极化的动态调控,并探索其在目标电磁散射特性调节上的潜在应用。


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报告题目: 可编程超材料对空间电磁波的调控研究

报告人:东南大学 蒋卫祥

报告人简介:蒋卫祥,东南大学青年首席教授、博导,中国电子学会“青年科学家”俱乐部成员。主要从事光调控可编程超表面、高性能透镜天线等相关研究,在国内外学术期刊发表论文120余篇,合作撰写学术专著三本,研究成果被国内外同行正面引用5000余次。2014和2018年两次获国家自然科学二等奖和第十七届江苏省青年科技奖。受国家优秀青年基金资助,入选国家重大人才工程特聘教授。


报告摘要:电磁超材料是由亚波长人工单元组成的阵列,能够对电磁波的频率、幅度、相位和极化等基本物理特征进行调控,可实现很多自然界不存在的有趣物理现象及应用。超表面是超材料的二维特殊形式,具有低损耗、易加工等优点。本报告将介绍可编程超材料的概念与研究进展,包括光调控可编程超表面的工作机理及其在通信方面的应用、智能超表面的工作原理和最新进展。


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报告题目:光调微波相控阵天线技术

报告人:上海科技大学 林丰涵

报告人简介:林丰涵博士毕业于新加坡国立大学,获校长荣誉奖。现任上海科技大学研究员、常任教授,入选上海市高层次人才引进计划、浦江人才计划等。他的研究方向包括 (1)模式与结构电磁学,(2)天线辐射与电磁散射,(3)微波电路与器件,(4)人工智能辅助电磁发现与设计,(5)脑机接口电路与系统。

报告摘要:随着移动通信、物联网和人工智能的发展而爆发的大数据,对低成本高速信息传输和相控阵技术提出了新要求,“光互联”逐渐作为代替“电互联”的新载体用于高速信息的高速传输. 区别于光学相控阵与微波光子相控阵,光调微波相控阵利用光做为控制信号调控微波幅相. 本文提出了一种新型光调微波相控阵. 该相控阵包含光敏调谐器件和光控系统. 该相控阵单元在贴片和延迟线之间加载一个开关二极管. 通过光敏电阻分流控制开关二极管切换延迟线与贴片的连接状态,实现相控阵单元反射相位重构. 当光敏电阻处于黑暗状态时,加载在单元金属贴片和延迟线中间的开关二极管处于关闭状态,延迟线与贴片断开. 当光敏电阻处于光照状态时,开关二极管处于打开状态,延迟线与贴片连接,单元的反射相位实现变化. 基于激光阵列的光控系统被设计并用于无线调控相控阵单元状态分布,控制辐射口面分布,进一步实现波束扫描. 仿真结果表明,该相控阵单元在10 GHz实现了1 bit相位切换,相控阵实现了± 60°的波束扫描. 本文所提出的新型光调微波相控阵用光代替大量偏压线传输控制信号,降低传统电调机制导致的馈电网络损耗以及对精密半导体制程的要求,逐步实现微波相控阵天线在增益、最高工作频率和极化自由度等方面的突破,为实现近远场混合波束赋形,多用户定位和全息多入多出系统提供了新型大规模相控阵设计思路和选择.

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报告题目:序构化电磁超材料性能调控机理

报告人:北京理工大学 元旭津

报告人简介: 元旭津,现任北京理工大学先进结构技术研究院副教授,博士生导师。主要研究方向为电磁超材料、声学超材料、多功能交叉综合设计、电磁环境散射效应等。任中国声学学会环境声学分会委员;Adv. Opt. Mater.、ACS系列、IEEE系列、AIP等顶级SCI期刊审稿人。在Phys. Rev. Letters、Adv. Opt. Mater.、IEEE T. Antenn. Propag.等SCI学术期刊发表第一/通讯作者论文23篇, SCI 引用622次,H 因子13,授权国家专利9项。

报告人摘要:电磁隐身超构材料成为了二十世纪的研究热点,研究者基于超表面、光学变换等物理机理实现了多种隐身结构。为了克服部分超构材料机理在工作带宽、低可探测性等方面所能够实现的较为有限的特性,探索其特性可拓展空间,提出了一系列序构化电磁超材料性能调控的设计方案。按照超材料从周期结构向复杂序构化结构不断发展的研究趋势,从物理机理角度出发,基于色散关系调制、非线性动力学等理论提出了新型随机超表面、梯度结构的构造方法,研究了阻抗匹配低散射隐身衣、宽带化背景融合电磁超表面、基于对称性的混沌斑图超表面、多焦点雷达波伪装超表面、复合功能电磁超材料等一系列新型电磁超构材料,完成了相应的实验验证,有效拓展了超构材料的低可探测特性。实测结果表明,阻抗匹配低散射隐身衣实现了后向散射的显著减缩;宽带化背景融合电磁超表面将工作频带由点频拓展至宽频;随机混沌超表面吸波结构在厚度约束下实现了宽带范围内-15dB的反射率减缩效果;多焦点雷达波伪装超表面利用多焦点序列形成雷达图像调控效果;吸收-散射复合功能电磁结构利用多功能之间的复合实现了宽带范围内-20dB的电磁波反射减缩。序构化电磁超材料具有性能优异、易于向可调结构拓展的优点,在电磁散射控制技术领域具有较强的应用价值。