针对遥感卫星对于多频段、多极化探测的应用需求，设计了一套毫米波辐射计天线前端准光学馈电系统，可以实现54?GHz和183?GHz两个频段、H/V双线极化、4个通道同时接收电磁辐射信号，完成地球大气温湿度的有效探测。通过对馈电网络进行仿真建模和分析计算，可以验证馈电系统的输出参数完全满足设计指标要求，最后通过对原理样机各通道远场辐射参数的实验测试，包括照射半张角、交叉极化水平、波束效率等，测试与仿真结果一致，有效地验证了准光学馈电系统设计方案的合理性与可行性。

基于四层等离子激元结构 (硅金硅二氧化硅), 通过在金属层中构造不同的椭球孔阵列,提出了两种不同结构的光学漏波天线, 分别为一维对称锥形结构和二维对称锥形结构. 基于天线理论和有限元方法, 对天线的物理特性进行数值研究。研究结果表明：当工作波长为1 550 nm时, 这两种光学漏波天线带宽都为80 THz(包含了S+L+波段); 当在天线端口处分别填充空气和氮化硅的时候,天线有较低的回波损耗和插入损耗, 但对于两种不同的填充物, 天线的特性表现出一些差异, 例如, 在一维对称结构中, 天线端口处填充氮化硅时, 天线有更少的回波损耗和插入损耗, 更低的旁瓣电平, 以及更好的方向性. 该天线可用于光学集成互连、高度集成的光束控制和空间光通信中.

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。

提出并仿真了一种由3种形式的曲线组合成轮廓的新型赋形喇叭，其辐射性能表明其具有对称性、低副瓣、低交叉极化和很高的高斯耦合效率。在频率39 GHz~42 GHz范围内，端口回波损耗小于-20 dB，天线辐射效率接近100%，耦合效率达到98%以上，和波纹喇叭的电性能相当。因此，它可以作为一种高效的高斯束辐射器，用来代替加工相对复杂且成本偏高的波纹喇叭。

采用远场测量法测量了虚阴极振荡器波导口的微波辐射方向图及虚阴极振荡器波导口处接上TM₀₁-TE₁₁模式转换器时的微波辐射方向图,接收喇叭口面与微波辐射口之间的距离为1.00 m,满足远场条件.结果表明:两种情况下的辐射主模式分别为TM₀₁模式和TE₁₁模式,从而证实了在实验装置轴对称的条件下,轴向虚阴极振荡器的微波辐射主模式确为理论所预期的TM₀₁模式.对辐射模式的分析表明,TM₀₁模式纯度约为90%,TE₁₁模式的辐射功率为TM₀₁模式的5%左右;TE₂₁,TE₀₁和TM₁₁模式三者的总辐射功率较TM₀₁模式低一个量级以上,微波辐射功率大于300 MW,辐射频率为4.6 GHz左右,微波脉宽大于40 ns.