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新型可重构分布式天线与反射面:性能分析与原型验证
1
作者
马成志
阳析
+2 位作者
王金涛
郭佳佳
马少丹
《无线电通信技术》
北大核心
2024年第2期399-406,共8页
可重构分布式天线与反射面(Reconfigurable Distributed Antenna and Reflecting Surface, RDARS)作为一种新型的无线通信架构,可以为无线通信系统带来显著的性能增益。基于智能超表面(Reconfigurable Intelligent Surface, RIS)可改变...
可重构分布式天线与反射面(Reconfigurable Distributed Antenna and Reflecting Surface, RDARS)作为一种新型的无线通信架构,可以为无线通信系统带来显著的性能增益。基于智能超表面(Reconfigurable Intelligent Surface, RIS)可改变电磁特性,重构了无线传播环境,为系统引入“反射增益”的设计思想,将此设计理念融入分布式天线系统(Distributed Antenna System, DAS),提出了为DAS的射频远端单元(Remote Radio Unit, RRU)赋予反射功能的新型RDARS架构。利用控制电路,RDARS中的每个单元可灵活切换“反射态”与“连接态”。低功耗的“反射态”单元反射信号为无线网络引入“反射增益”,“连接态”单元发射或接收信号获得“分布式增益”。基站与RDARS的联合设计可适配不同的通信需求,实现性能与功耗之间的平衡并显著提升系统性能。通过理论分析、仿真与原型验证,结果验证了RDARS能显著提升系统性能,在未来6G无线通信系统中具有巨大应用前景。
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关键词
可重构分布式天线与反射面
智能超表面
分布式
天线
系统
原型验证
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职称材料
可重构分布式天线和反射面辅助的集成传感和通信系统演绎
2
作者
郭永新
张琪
《延安职业技术学院学报》
2024年第3期101-104,共4页
集成传感和通信系统(ISAC)是一种通过赋予无线通信传感能力来升级物理系统的解决方案,我们开发了一个可重构分布式天线和反射面(RDARS)辅助的集成传感和通信(ISAC)系统原型。该原型采用可编程元件,根据需求动态调整工作模式,优化信号传...
集成传感和通信系统(ISAC)是一种通过赋予无线通信传感能力来升级物理系统的解决方案,我们开发了一个可重构分布式天线和反射面(RDARS)辅助的集成传感和通信(ISAC)系统原型。该原型采用可编程元件,根据需求动态调整工作模式,优化信号传输和传感性能。用户定位功能可靠,且不会对通信速率造成影响。系统可应用于室内导航、智能交通等领域,并展示了在6G系统中的潜在应用,为未来需要同时进行通信和传感的应用提供了重要的技术支持和创新思路。
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关键词
可重构
分布式
天线
反射面
(RDARS)
集成传感和通信系统(ISAC)
定位
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职称材料
基于非均匀网格法的变形反射面天线多面叠加逼近重构方法
3
作者
赵澎波
任毅行
《技术与市场》
2025年第3期19-22,共4页
机械外载导致天线反射面变形,从而影响天线的电性能。对变形反射面进行精确重构是评估与优化电性能的基础。针对天线在电性能优化中的反射面重构问题,提出了一种基于非均匀网格法的多面叠加逼近重构方法,用于生成变形反射面的计算网格模...
机械外载导致天线反射面变形,从而影响天线的电性能。对变形反射面进行精确重构是评估与优化电性能的基础。针对天线在电性能优化中的反射面重构问题,提出了一种基于非均匀网格法的多面叠加逼近重构方法,用于生成变形反射面的计算网格模型,从而实现快速且精确的天线电磁计算。案例验证结果表明:多面叠加逼近重构方法在重构天线变形反射面时具有显著优势,为反射面天线的精确电磁计算和性能优化提供有力支持。
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关键词
天线
变形
反射面
重构
非均匀网格法
电磁计算
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职称材料
智能蒙皮天线分布式设计研究
被引量:
3
4
作者
何庆强
《现代电子技术》
北大核心
2018年第17期123-127,共5页
探讨智能蒙皮天线分布式设计总体方法,采用结构功能一体化天线设计技术,实现智能蒙皮天线的子阵单元设计,然后研究空天飞行器的智能蒙皮天线分布式布局、分布式体系架构以及功能实现。最后探讨智能蒙皮天线分布式波束综合方法,通过合理...
探讨智能蒙皮天线分布式设计总体方法,采用结构功能一体化天线设计技术,实现智能蒙皮天线的子阵单元设计,然后研究空天飞行器的智能蒙皮天线分布式布局、分布式体系架构以及功能实现。最后探讨智能蒙皮天线分布式波束综合方法,通过合理调用智能蒙皮天线子阵单元数和多空天飞行器联合资源整合,实现智能蒙皮天线的波束自适应;每个子阵单元均采用方向图可重构技术,实现智能蒙皮天线的高增益宽角域扫描,解决经典相控阵天线在大扫描角度上阵列增益损失过大的缺陷;在宽带分布式阵列波束合成上,采用基于数字延时的子阵波束合成方法,解决智能蒙皮天线分布式波束合成与对准。这些方法为进一步研究智能蒙皮天线奠定了技术基础。
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关键词
智能蒙皮
天线
分布式
可重构
延时滤波
波束对准
自适应
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职称材料
机械式可重构天线的反射面结构设计
被引量:
2
5
作者
宋思扬
徐明龙
+2 位作者
邵恕宝
江文剑
梁云
《空间电子技术》
2016年第2期49-53,77,共6页
传统的空间卫星天线具有固定的反射面形式,因而只能给出特定的辐射场型图,及固定的目标增益区。而机械式在轨可重构天线可以通过反射面背部的作动器对天线型面进行主动控制,根据不同的照射区域给出针对性的反射面几何形状,从而实现一星...
传统的空间卫星天线具有固定的反射面形式,因而只能给出特定的辐射场型图,及固定的目标增益区。而机械式在轨可重构天线可以通过反射面背部的作动器对天线型面进行主动控制,根据不同的照射区域给出针对性的反射面几何形状,从而实现一星多用。论文围绕着可重构天线的反射面,使用碳纤维铝蜂窝夹层结构开展了一系列探索,为这种夹层结构建立了能够表征赋型过程中结构应力分布的有限元模型。根据反射面重构的设想,选择了具有合适刚度、足够强度蜂窝夹层材料。依据所选择的夹层结构设计了相关实验,证实了使用这种材料构造可重构天线反射面的可能性。
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关键词
可重构
碳纤维铝蜂窝夹层结构
反射面
天线
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职称材料
热载荷下星载天线逆有限元变形重构方法
6
作者
顾叶青
操卫忠
+4 位作者
袁慎芳
孙为民
黄欣婷
黄天翔
冯健
《东南大学学报(自然科学版)》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第4期997-1004,共8页
为实现星载天线结构在服役过程中的实时变形监测,针对真实分布式热载荷下的星载天线板结构,研究了基于应变监测的逆有限元变形重构方法.首先,针对星载天线板结构提出了一种基于四节点四边形逆向壳单元的变形监测方法,通过建立基于位移...
为实现星载天线结构在服役过程中的实时变形监测,针对真实分布式热载荷下的星载天线板结构,研究了基于应变监测的逆有限元变形重构方法.首先,针对星载天线板结构提出了一种基于四节点四边形逆向壳单元的变形监测方法,通过建立基于位移梯度的单元划分方法,对逆有限元单元划分进行优化,采用最小二乘误差函数构造结构应变与位移的矩阵关系.其次,建立天线板热试验系统,获取典型热载荷下的结构温度分布.然后,建立典型实验温差状态下的复合材料星载天线板结构有限元模型,获取结构表面应变和位移.最后,在典型热载荷下,验证所提变形重构方法的有效性.结果表明,变形重构的位移误差不超过0.5 mm,说明逆有限元法能够在典型热载荷下准确重构天线板变形.
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关键词
星载
天线
分布式
热载荷
逆有限元法
变形
重构
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职称材料
基于电调超表面及柱面反射面的相控阵天线设计
被引量:
2
7
作者
曹元熙
李建星
闫森
《无线电工程》
北大核心
2022年第2期303-308,共6页
提出了一种基于电调可重构超表面的低成本相控阵天线。该天线结构由天线底部的抛物线反射面馈电网络、上层的波导缝隙阵列及在波导中加载的电调超表面3部分组成,通过抛物线反射面将馈源在天线下层平板波导中产生的柱面波转换为平面波并...
提出了一种基于电调可重构超表面的低成本相控阵天线。该天线结构由天线底部的抛物线反射面馈电网络、上层的波导缝隙阵列及在波导中加载的电调超表面3部分组成,通过抛物线反射面将馈源在天线下层平板波导中产生的柱面波转换为平面波并用来激励天线上层的波导缝隙阵列。为了实现低成本的波束扫描,在每条独立的波导缝隙天线前端加载了具有360°相位调制能力的电调超表面。通过改变变容二极管上的偏置电压的大小可改变超表面的透射相位,实现连续的波束扫描能力。该天线可实现±30°的连续波束扫描,最大副瓣电平值为-13 dB,增益变化为-2 dB。该天线的低成本、高效率的波束扫描特性使其非常适合应用在一些低成本的雷达及通信系统中。
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关键词
可重构
超表面
漏波
天线
抛物线
反射面
相控阵
天线
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职称材料
点阵材料抛物面结构的参数化有限元建模方法及赋形分析
被引量:
1
8
作者
赵航
张华振
+2 位作者
兰澜
伍科
姜恒坤
《机械工程师》
2019年第1期153-156,共4页
针对点阵材料抛物面结构进行有限元分析时的几何建模需求,提出了一种点阵材料抛物面结构的参数化有限元建模方法。首先,利用数学公式表征出抛物面结构在平面投影区域内的点阵材料胞元特征点坐标信息,生成点阵材料的平面几何模型。然后,...
针对点阵材料抛物面结构进行有限元分析时的几何建模需求,提出了一种点阵材料抛物面结构的参数化有限元建模方法。首先,利用数学公式表征出抛物面结构在平面投影区域内的点阵材料胞元特征点坐标信息,生成点阵材料的平面几何模型。然后,采用映射法将平面模型映射到标准抛物面,并将抛物面上每一胞元特征点进行有序编号,基于该特征点序号,编译循环程序,根据需求划分网格生成相应的节点和单元。基于该方法,建立了手性六边形点阵材料抛物面结构的有限元模型,进行了初步的胞元几何参数优化,并通过分析该抛物面结构重构赋形时的变形能力和最大应力,初步验证文中方法的有效性,为手性六边形点阵材料抛物面结构的进一步优化分析奠定了基础。
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关键词
参数化建模
手性六边形点阵材料
可重构
赋形
反射面
抛物面
天线
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职称材料
题名
新型可重构分布式天线与反射面:性能分析与原型验证
1
作者
马成志
阳析
王金涛
郭佳佳
马少丹
机构
澳门大学智慧城市物联网国家重点实验室
华东师范大学通信与电子工程学院
出处
《无线电通信技术》
北大核心
2024年第2期399-406,共8页
基金
(澳门)科学技术发展基金(0087/2022/AFJ&001/2024/SKL)
国家自然科学基金(62261160650)
澳门大学研究基金(MYRG-GRG2023-00116-FST-UMDF&MYRG2020-00095-FST)。
文摘
可重构分布式天线与反射面(Reconfigurable Distributed Antenna and Reflecting Surface, RDARS)作为一种新型的无线通信架构,可以为无线通信系统带来显著的性能增益。基于智能超表面(Reconfigurable Intelligent Surface, RIS)可改变电磁特性,重构了无线传播环境,为系统引入“反射增益”的设计思想,将此设计理念融入分布式天线系统(Distributed Antenna System, DAS),提出了为DAS的射频远端单元(Remote Radio Unit, RRU)赋予反射功能的新型RDARS架构。利用控制电路,RDARS中的每个单元可灵活切换“反射态”与“连接态”。低功耗的“反射态”单元反射信号为无线网络引入“反射增益”,“连接态”单元发射或接收信号获得“分布式增益”。基站与RDARS的联合设计可适配不同的通信需求,实现性能与功耗之间的平衡并显著提升系统性能。通过理论分析、仿真与原型验证,结果验证了RDARS能显著提升系统性能,在未来6G无线通信系统中具有巨大应用前景。
关键词
可重构分布式天线与反射面
智能超表面
分布式
天线
系统
原型验证
Keywords
RDARS
RIS
DAS
prototype evaluation
分类号
TN929.5 [电子电信—通信与信息系统]
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职称材料
题名
可重构分布式天线和反射面辅助的集成传感和通信系统演绎
2
作者
郭永新
张琪
机构
延川调频转播台
出处
《延安职业技术学院学报》
2024年第3期101-104,共4页
文摘
集成传感和通信系统(ISAC)是一种通过赋予无线通信传感能力来升级物理系统的解决方案,我们开发了一个可重构分布式天线和反射面(RDARS)辅助的集成传感和通信(ISAC)系统原型。该原型采用可编程元件,根据需求动态调整工作模式,优化信号传输和传感性能。用户定位功能可靠,且不会对通信速率造成影响。系统可应用于室内导航、智能交通等领域,并展示了在6G系统中的潜在应用,为未来需要同时进行通信和传感的应用提供了重要的技术支持和创新思路。
关键词
可重构
分布式
天线
反射面
(RDARS)
集成传感和通信系统(ISAC)
定位
分类号
TN92 [电子电信—通信与信息系统]
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职称材料
题名
基于非均匀网格法的变形反射面天线多面叠加逼近重构方法
3
作者
赵澎波
任毅行
机构
长安大学工程机械学院
中汽研(天津)汽车工程研究院有限公司
出处
《技术与市场》
2025年第3期19-22,共4页
文摘
机械外载导致天线反射面变形,从而影响天线的电性能。对变形反射面进行精确重构是评估与优化电性能的基础。针对天线在电性能优化中的反射面重构问题,提出了一种基于非均匀网格法的多面叠加逼近重构方法,用于生成变形反射面的计算网格模型,从而实现快速且精确的天线电磁计算。案例验证结果表明:多面叠加逼近重构方法在重构天线变形反射面时具有显著优势,为反射面天线的精确电磁计算和性能优化提供有力支持。
关键词
天线
变形
反射面
重构
非均匀网格法
电磁计算
分类号
TN8 [电子电信—信息与通信工程]
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职称材料
题名
智能蒙皮天线分布式设计研究
被引量:
3
4
作者
何庆强
机构
中国西南电子技术研究所
出处
《现代电子技术》
北大核心
2018年第17期123-127,共5页
基金
国家重点基础研究发展计划资助项目(7613185)~~
文摘
探讨智能蒙皮天线分布式设计总体方法,采用结构功能一体化天线设计技术,实现智能蒙皮天线的子阵单元设计,然后研究空天飞行器的智能蒙皮天线分布式布局、分布式体系架构以及功能实现。最后探讨智能蒙皮天线分布式波束综合方法,通过合理调用智能蒙皮天线子阵单元数和多空天飞行器联合资源整合,实现智能蒙皮天线的波束自适应;每个子阵单元均采用方向图可重构技术,实现智能蒙皮天线的高增益宽角域扫描,解决经典相控阵天线在大扫描角度上阵列增益损失过大的缺陷;在宽带分布式阵列波束合成上,采用基于数字延时的子阵波束合成方法,解决智能蒙皮天线分布式波束合成与对准。这些方法为进一步研究智能蒙皮天线奠定了技术基础。
关键词
智能蒙皮
天线
分布式
可重构
延时滤波
波束对准
自适应
Keywords
smart skin antenna
distribution
reconfiguration
delay filtering
beam alignment
adaption
分类号
TN82-34 [电子电信—信息与通信工程]
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职称材料
题名
机械式可重构天线的反射面结构设计
被引量:
2
5
作者
宋思扬
徐明龙
邵恕宝
江文剑
梁云
机构
西安交通大学航天航空学院机械结构强度与振动国家重点实验室
中国空间技术研究院西安分院
出处
《空间电子技术》
2016年第2期49-53,77,共6页
文摘
传统的空间卫星天线具有固定的反射面形式,因而只能给出特定的辐射场型图,及固定的目标增益区。而机械式在轨可重构天线可以通过反射面背部的作动器对天线型面进行主动控制,根据不同的照射区域给出针对性的反射面几何形状,从而实现一星多用。论文围绕着可重构天线的反射面,使用碳纤维铝蜂窝夹层结构开展了一系列探索,为这种夹层结构建立了能够表征赋型过程中结构应力分布的有限元模型。根据反射面重构的设想,选择了具有合适刚度、足够强度蜂窝夹层材料。依据所选择的夹层结构设计了相关实验,证实了使用这种材料构造可重构天线反射面的可能性。
关键词
可重构
碳纤维铝蜂窝夹层结构
反射面
天线
Keywords
Reconfiguration
Carbon fiber sandwich structure
Reflector antenna
分类号
V467 [航空宇航科学与技术—航空宇航制造工程]
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职称材料
题名
热载荷下星载天线逆有限元变形重构方法
6
作者
顾叶青
操卫忠
袁慎芳
孙为民
黄欣婷
黄天翔
冯健
机构
东南大学国家预应力工程技术研究中心
南京电子技术研究所
南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室
出处
《东南大学学报(自然科学版)》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第4期997-1004,共8页
基金
国家自然科学基金航天先进制造联合基金资助项目(U1937202)
国家自然科学基金创新研究群体资助项目(51921003)
国家自然科学基金资助项目(52102475)。
文摘
为实现星载天线结构在服役过程中的实时变形监测,针对真实分布式热载荷下的星载天线板结构,研究了基于应变监测的逆有限元变形重构方法.首先,针对星载天线板结构提出了一种基于四节点四边形逆向壳单元的变形监测方法,通过建立基于位移梯度的单元划分方法,对逆有限元单元划分进行优化,采用最小二乘误差函数构造结构应变与位移的矩阵关系.其次,建立天线板热试验系统,获取典型热载荷下的结构温度分布.然后,建立典型实验温差状态下的复合材料星载天线板结构有限元模型,获取结构表面应变和位移.最后,在典型热载荷下,验证所提变形重构方法的有效性.结果表明,变形重构的位移误差不超过0.5 mm,说明逆有限元法能够在典型热载荷下准确重构天线板变形.
关键词
星载
天线
分布式
热载荷
逆有限元法
变形
重构
Keywords
spaceborne antenna
distributed thermal load
inverse finite element method
shape reconstruction
分类号
TB121 [理学—工程力学]
V44 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
基于电调超表面及柱面反射面的相控阵天线设计
被引量:
2
7
作者
曹元熙
李建星
闫森
机构
西安交通大学信息与通信工程学院
出处
《无线电工程》
北大核心
2022年第2期303-308,共6页
基金
国家重点研发计划(2021YFA0717500)
陕西省重点研发计划(2019GY-007)。
文摘
提出了一种基于电调可重构超表面的低成本相控阵天线。该天线结构由天线底部的抛物线反射面馈电网络、上层的波导缝隙阵列及在波导中加载的电调超表面3部分组成,通过抛物线反射面将馈源在天线下层平板波导中产生的柱面波转换为平面波并用来激励天线上层的波导缝隙阵列。为了实现低成本的波束扫描,在每条独立的波导缝隙天线前端加载了具有360°相位调制能力的电调超表面。通过改变变容二极管上的偏置电压的大小可改变超表面的透射相位,实现连续的波束扫描能力。该天线可实现±30°的连续波束扫描,最大副瓣电平值为-13 dB,增益变化为-2 dB。该天线的低成本、高效率的波束扫描特性使其非常适合应用在一些低成本的雷达及通信系统中。
关键词
可重构
超表面
漏波
天线
抛物线
反射面
相控阵
天线
Keywords
reconfigurable metasurface
leaky-wave antenna
parabolic reflector
phased array antenna
分类号
TN82 [电子电信—信息与通信工程]
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职称材料
题名
点阵材料抛物面结构的参数化有限元建模方法及赋形分析
被引量:
1
8
作者
赵航
张华振
兰澜
伍科
姜恒坤
机构
中国空间技术研究院西安分院
上海跃盛信息技术有限公司
出处
《机械工程师》
2019年第1期153-156,共4页
文摘
针对点阵材料抛物面结构进行有限元分析时的几何建模需求,提出了一种点阵材料抛物面结构的参数化有限元建模方法。首先,利用数学公式表征出抛物面结构在平面投影区域内的点阵材料胞元特征点坐标信息,生成点阵材料的平面几何模型。然后,采用映射法将平面模型映射到标准抛物面,并将抛物面上每一胞元特征点进行有序编号,基于该特征点序号,编译循环程序,根据需求划分网格生成相应的节点和单元。基于该方法,建立了手性六边形点阵材料抛物面结构的有限元模型,进行了初步的胞元几何参数优化,并通过分析该抛物面结构重构赋形时的变形能力和最大应力,初步验证文中方法的有效性,为手性六边形点阵材料抛物面结构的进一步优化分析奠定了基础。
关键词
参数化建模
手性六边形点阵材料
可重构
赋形
反射面
抛物面
天线
Keywords
parametric modeling
chiral hexagon lattice material
reconfigurable shaped reflective surface
parabolic antenna
分类号
TP391.7 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
新型可重构分布式天线与反射面:性能分析与原型验证
马成志
阳析
王金涛
郭佳佳
马少丹
《无线电通信技术》
北大核心
2024
0
在线阅读
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职称材料
2
可重构分布式天线和反射面辅助的集成传感和通信系统演绎
郭永新
张琪
《延安职业技术学院学报》
2024
0
在线阅读
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职称材料
3
基于非均匀网格法的变形反射面天线多面叠加逼近重构方法
赵澎波
任毅行
《技术与市场》
2025
0
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职称材料
4
智能蒙皮天线分布式设计研究
何庆强
《现代电子技术》
北大核心
2018
3
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职称材料
5
机械式可重构天线的反射面结构设计
宋思扬
徐明龙
邵恕宝
江文剑
梁云
《空间电子技术》
2016
2
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职称材料
6
热载荷下星载天线逆有限元变形重构方法
顾叶青
操卫忠
袁慎芳
孙为民
黄欣婷
黄天翔
冯健
《东南大学学报(自然科学版)》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
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职称材料
7
基于电调超表面及柱面反射面的相控阵天线设计
曹元熙
李建星
闫森
《无线电工程》
北大核心
2022
2
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职称材料
8
点阵材料抛物面结构的参数化有限元建模方法及赋形分析
赵航
张华振
兰澜
伍科
姜恒坤
《机械工程师》
2019
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职称材料
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