针对短波射频信号光纤传输需求，设计了一种64路信号光纤传输方案，采用射频信号数字化变换技术和数据光传输技术，实现1~30 MHz短波信号高性能传输，同时还设计了同步时钟传输分配电路，保证传输的射频信号幅度、相位技术指标的实现。经系统指标测试，射频信号幅度一致性≤0.2 dB，相位一致性≤0.5 ^o。技术指标完全满足设计要求。

提出了一种应用于高速率无线通信的基于微机械工艺的波束扫描天线阵.基于微机械工艺的空气填充的同轴线结构能提供低损耗的矩形微同轴传输线和馈电网络设计.设计的传输线仿真和测试插入损耗均小于0.18 dB.仿真和测试结果吻合良好.波束扫描天线阵的尺寸为17.5×14.5×0.42 mm3, -10 dB带宽为10 GHz(55~65 GHz), 其带宽覆盖60 GHz标准的全频段.波束扫描角度分别为±35°和±11°.在60 GHz中心频点, 增益分别为11.8 dBi和12.1 dBi.

为了在雷达中实现对中距和长距的探测，首先研究并实现了针对中长距雷达探测需求的天线及其组阵形式，然后通过雷达方程得出天线阵列所需的增益与组阵方式，设计了高增益窄波束和低增益宽波束形式的毫米波雷达天线阵列，最后的仿真和测试结果表明，该中长距雷达天线阵列能够满足77 GHz车载毫米波雷达对中距大角度和长距小角度的视野范围探测需求。

射频涡旋电磁波等相位面呈涡旋状, 是一种携有新自由度-轨道角动量的电磁波。在轨道角动量模式理论分析的基础上, 提出了在中心频率6 GHz处产生携有轨道角动量的涡旋电磁波的一种圆微带天线阵新结构, 设计了以双层圆形微带天线为阵元组成的圆形阵列天线, 通过控制馈源的相位差, 得到模式量子数为0, 1, 2, 3, 4的轨道角动量。仿真结果表明: 携轨道角动量的电磁波矢量电场图具有涡旋波阵面的特性, 合适的阵列半径和馈线排列分布将产生携有良好轨道角动量特性的涡旋电磁波, 而不当的阵列半径或馈线排列分布将出现能量的分散或者相互耦合的问题。

以稀疏阵相干信号干涉合成原理为基础，建立了相干信号空间功率合成数学模型。基于合成效率的概念，推导分析了交叉波束下波束交叉角度与目标点合成效率的关系。设计了栅基实验，对实验中栅格尺度的选定原则进行了推算分析，为利用计算机无失真地复现多点源功率合成能量分布规律打下了理论基础。通过仿真分析了波束交叉角度对有效功率点分布的影响。结果表明，在多点源与目标点等距、各点源频率相同、极化方向一致的情况下，目标点合成效率仅与空间中各点源之间夹角有关。当波束交叉时，有效功率点密集度与波束交叉角度有关。

卫星遥感、深空探测、电子对抗以及基础科学研究等领域的发展,促进着微波系统向着高频、宽带、大动态范围、广域覆盖等方向发展。传统的微波系统在微波信号的生成、分配、控制、处理等方面面临巨大挑战。微波光子学是研究微波和光波相互作用规律及应用的一门新兴学科,它利用光子学方法产生、分配、控制与处理宽带毫米波信号,被普遍认为是应对上述重大挑战的有效途径。重点阐述了微波光子技术的基本概念、发展历程及其应用前景;分析了微波光子技术面临的动态范围、转换效率、相位噪声等方面的挑战以及最新的研究成果;介绍了微波光子技术在干涉天线组阵、雷达模拟前端信号处理以及光钟方面的应用成果。

大气湍流是自由空间光通信链路系统的主要限制因素。大气湍流造成光束的强度闪烁和相位起伏。因此，基于MZI-DPSK调制,考虑大、小湍流尺度引起的强度闪烁和相位噪声对误码率的影响且强度闪烁满足逆高斯分布和相位波动满足高斯分布。利用分布式天线阵接收技术，研究了大气湍流下自由空间光通信链路的误码率性能，推导了在内外尺度下，分布式天线阵接收的误码率关于相位误差的函数表达式。为了提高误码率的性能，天线阵接收采用了最大比合并技术。仿真结果得出相位误差对误码率的影响很大；内外尺度对误码率的影响可以忽略不计。采用天线阵接收可以降低系统的误码率，提高通信系统的性能，且得出天线阵接收的最佳子天线个数。

为了提高宽谱高功率微波辐射源的辐射因子，提出采用双路同步输出的宽谱谐振器驱动2×2宽带高功率贴片天线阵的技术思路。设计了一种双路同步输出的宽谱高功率脉冲谐振器，由两个同轴谐振腔尾尾相连，并共用一个环形对地开关，实现两路宽谱脉冲的同步产生与输出，通过对“T”形充电结构进行优化，使输出宽谱脉冲幅值达到充电电压的0.89倍。2×2宽带高功率单层贴片天线阵采用气体基底和单层贴片结构以降低重量，单层贴片设计为E形以拓展工作带宽，通过对天线阵几何参数进行全局优化，优化后的天线阵百分比带宽为47%(驻波比VSWR小于2)，中心频率300 MHz的增益为11.8 dB。对天线阵工作过程中的电场强度分析表明，在天线罩内填充105 Pa的SF6气体时，理论功率容量可达到7.4 GW。对整个辐射系统的电性能进行了仿真分析，系统的理论辐射因子可达谐振器充电电压的2.8倍。

采用时域有限差分法, 并结合导体边缘奇异性处理技术, 在不降低计算效率的情况下, 保证了计算精度, 得到了高功率电磁脉冲辐照下X波段4单元微带天线阵的响应。计算结果表明: 馈电点最大响应电压峰值由天线阵各阵元接收的入射脉冲在馈电点叠加引起, 且天线阵中主要存在与馈电点激励天线阵不同模式的波。响应电压峰值随着入射脉冲波矢量与正z轴夹角的减小而增大, 随着入射脉冲波矢量xOy平面投影与正x轴夹角的增大而增大, 频谱随着上述两个夹角的增大均向低频转移。