提出了一种具有谐波抑制特性的小型化分支线耦合器。通过分析枝节加载传输线的传输特性,发现可以采用小型化的枝节加载传输线去等效替换传统分支线耦合器中的四分之一波长传输线，此方法可以极大地减小分支线耦合器的电路尺寸。同时,由于枝节引入传输零点,耦合器的谐波响应也得到抑制。为了验证理论分析的有效性,建立了等效电路模型和传输线方程,对电路性能进行分析,最后进行了仿真以及实验验证。

永磁同步直线电机由于反电势和逆变器频繁切换导致电流谐波分量较大, 同时参数时变以及负载突变等扰动严重影响伺服系统的控制精度。本文采用一种基于降阶状态观测器的双环自抗扰伺服控制算法, 以降低控制系统的谐波抑制从而提高控制精度。首先, 构造了位置速度环级联的二阶自抗扰控制器。运用极点配置法对三阶线性状态观测器进行降阶, 减小了相位滞后的影响, 提高了伺服系统的控制精度; 其次, 电流环采用一阶非线性自抗扰控制器, 消除了积分饱和的影响, 降低了三相电流的谐波含量。最后, 与基于自抗扰控制的其他优化算法进行对比, 实验表明: 在多工况下降阶双环自抗扰控制的总谐波失真不超过2.13%, 推力波动可减小至1.49%, 稳态误差不大于15 μm。

针对微波能量传输领域中接收天线与发射天线发生极化失配时，整流天线接收的能量会急剧下降的问题，设计了一款工作在 2.45 GHz具有谐波抑制功能的双极化缝隙接收天线，该接收天线本身发生一定角度旋转时 仍可通过双极化的特性接收能量。通过在贴片上开大小合适、结构对称的缝隙，实现天线水平极化和垂直极化；运用缺陷地结构，实现谐波抑制功能。仿真结果显示，在 2.45 GHz处，天线的隔离度高于 17.6 dB，增益 3.9 dBi，阻抗匹配良好，在二次、三次谐波处天线的回波损耗为 -0.38 dB和-0.96 dB，仿真结果和实测基本吻合。

为解决对无人机、平流层飞艇等空中移动目标无线输能时机载接收端整流天线质量大, 占居飞行器有效载荷多的难题, 设计了一种具有谐波抑制功能的共面波导轻薄圆极化整流天线。该整流天线采用集中式整流方式, 通过将整流电路直接集成在微带天线接地板上, 实现了质量轻, 尺寸小, 剖面低, 易共形的圆极化整流天线。该天线工作在5.8 GHz, 采用共面波导耦合馈电, 并在馈线上直接加载共面波导谐振结构进行谐波抑制, 具有较宽的工作带宽。整流电路采用倍压整流形式, 利用贴片电容作为直通滤波器进行直流滤波, 电路结构简单。该整流天线结构紧凑, 质量仅 6.28 g, 剖面厚度 0.5 mm, 最佳整流效率 63.84%, 测试结果与仿真结果吻合良好, 验证了该设计的可行性。

通过精密机加工技术制造了一种具有寄生通带抑制的E波段波导双工器。其仿真性能在71~76 GHz，81~86 GHz通带内插入损耗小于1 dB，通带隔离度大于60 dB；在142~152 GHz，162~172?GHz二倍频通带内抑制大于20?dB。实测结果显示该双工器通带内插入损耗最差为0.7?dB；通带隔离度优于60?dB；二倍频处抑制大于20?dB。仿真设计与实测结果高度吻合。该双工器的优异性能确保其适用于5?G通信E波段回传网络中。

设计了基于时间波长交织技术的多通道连续型光子时间拉伸模数转换(PTS-ADC)系统。研究了互补型双马赫-曾德尔调制器(MZM)结构对多通道连续型PTS-ADC的性能影响。通过理论推导验证了互补型双MZM抑制PTS-ADC中二阶谐波产生的原理。设计了一种基于互补型双MZM的连续型PTS-ADC系统,利用Optisystem软件对该系统进行仿真研究,对频率为6 GHz的射频(RF)信号进行模数转换。仿真结果表明,基于互补调制的多通道连续型PTS-ADC系统可以对RF信号实现降频处理及连续采样,实现了4.69的有效量化位数。

针对微波无线输能系统中接收天线质量轻、体积小、剖面低、易与微波电路集成的特点，设计了一款新型的具有谐波抑制功能的宽带圆极化宽缝接收天线。通过在长方形缝隙中添加末端具有圆形贴片的交叉结构实现圆极化性能，添加切角结构展宽圆极化带宽。在馈线上添加具有一定长度的开路支节，配合使用缺陷地结构共同实现谐波抑制功能。研究并测试了天线的反射系数、轴比、增益以及远场辐射方向图，仿真与实测基本吻合。仿真结果显示，该天线很好地抑制了基频5.8 GHz 的二次谐波和三次谐波，在4.5~6.2 GHz 的范围内S 11<-10 dB，相对阻抗带宽31.8%；基频5.8 GHz 处的轴比AR=1.3 dB，在频率范围4.2~6.15 GHz 内轴比AR<3 dB，相对轴比带宽37.7%；基频5.8 GHz 仿真增益6.7 dB。

为解决传统分支线定向耦合器带宽较窄, 且应用到线性化器等微波元件中时受谐波信号影响较大的问题, 提出了一个宽带且带有谐波抑制功能的定向耦合器。该定向耦合器在双支节定向耦合器的基础上增加一个支节, 可有效地提高定向耦合器的带宽, 同时将其传输线支节替换为低通滤波结构, 以实现对高次谐波抑制的作用。仿真结果表明, 该定向耦合器的反射系数和隔离度均小于-15 dB, 传输损耗小于3.8 dB, 波动范围0.5 dB, 相位差为90°且与双支节耦合器相比增加1 GHz带宽。满足耦合器的设计指标, 可应用到微波元件中, 提高微波元件的性能。

微波能量传输以及无线通信系统中的天线设计, 追求剖面低、质量轻, 易与平面电路集成。基于此, 设计了一种具有谐波抑制功能的单馈背腔圆极化环缝天线。该天线工作在 5.8 GHz, 采用导波结构基片集成波导 (SIW)抑制表面波, 提高了天线增益。 SIW通过2排金属孔阵列集成在介质板上, 在介质板上蚀刻短路圆环缝隙, 辐射电磁波。采用 50 Ω微带线到 SIW过渡的背馈方式, 并在馈线上引入并联枝节, 有效抑制了高次谐波, 且实现了基于基片集成波导天线的谐波抑制。通过加工测试, 天线的轴比为 0.67 dB, 增益为6.9 dBi, 阻抗匹配良好, 前后比为 22 dB, 仿真结果与实测结果吻合良好。