基于新型柔性透明材料的微波毫米波电路与系统的理论及应用研究

With the development of electronic technology, there are higher requirements for the portability of electronic product, flexibility and concealment of antennas in civil communication fields, microwave network & antenna conformal, equipment stealth and other aspects in national defense fields. Flexible transparent microwave/millimeter wave circuits and systems are definitely efficient way to solve such problems. This topic has aroused many research interests in the world, however, basic theoretical researches on electromagnetic characteristics of flexible transparent material and method of circuit conductor transparency are still quite insufficient. Aiming at this background, the in-depth theory and application researches of microwave/millimeter wave circuits and systems on novel flexible transparent material are now proposed and will be carried out in this project. The potential novelties of this project would include,(1) Research methods of electromagnetic characteristics and environmental adaptability for flexible transparent material;2) Design and analysis technology of transparent circuit conductor based on flexible transparent materials, and design method for microwave/millimeter wave and optical waveguide hybrid circuits;(3)Analysis of deformation circuits based on flexible transparent material, and its application in civil communication and national defense fields. These researches can be expected to provide solid theoretical basis for the research of electromagnetic characteristics and environmental adaptability based on flexible transparent material, while also provide useful guidance for the further researches and applications of flexible transparent microwave/millimeter wave circuits and systems. Important theoretical and engineering application values can be also expected from these researches.

电子技术的发展，对民用通信领域电子终端的便携性、基站天线的柔韧性和隐蔽性，以及国防领域微波网络和天线的共形、设备隐身等方面都提出了更高的要求。柔性透明微波/毫米波电路与系统是解决上述问题的有效方法，是国内外的研究热点。新型材料的出现为柔性透明电路的发展提供了基础，但材料的电磁特性、电路导体透明化方法等仍需要深入研究。本项目拟开展基于新型柔性透明材料的微波/毫米波电路与系统的理论及应用研究。创新性主要有：1) 新型柔性透明材料电磁特性及环境适应性研究方法；2) 微波/毫米波柔性透明电路导体结构设计与分析方法，微波/毫米波电路与光平面波导混合电路的设计方法；3) 柔性透明微波/毫米波电路物理形变的分析方法，以及在民用通信和国防建设等方面的应用研究。以上研究，为新型材料的电磁特性及环境适应性研究提供重要的理论基础，为微波/毫米波柔性透明电路与系统的应用研究提供技术指导，具有重要的理论和应用价值。

先进材料和工艺和推动科技进步的两个关键要素，在信息、能源、医疗、国防等领域具有广泛应用前景，并带来了一场电子技术的革命，引起全世界的广泛关注并得到了迅速发展。在整个世界范围内，微波/毫米波电路及系统领域的对新型功能材料的需求日益迫切，国内的相关研究也因为美国等西方发达国家对先进材料及工艺的限制，“卡脖子”效应突出。本项目面向通信、医疗、雷达系统等多领域对柔性、透明等微波/毫米波电路和系统中的需求，结合PDMS的柔性透明特点和COC透明低损耗的优势，开展了一系列的研究，并取得了显著的成绩，主要表现为：1）研究多种高分子材料表面电路成型的方法，并成功获得一种可商业推广的超低损耗PCB电路板工艺参数和批量化成品；2）利用金属化网格的方式，创新性地提出透明电路的实现方法；3）首次通过数学修正的方式，成功地解决光学谐振腔大孔入射导致测试误差的问题；4）首次提出了一种基于NRW的超薄材料介电常数测试的方法，并通过验证证明其误差可控；5）面向5G毫米波通信路径损耗大的问题，提出一种入射信号增强技术，为工业化应用提供理论依据和思路；6）首次提出一种可以工作在太赫兹的低损耗波导窗设计方法，通过在V和W波段的实测，验证了其思路的先进性。本项目的研究，对深入开展对柔性透明材料的电磁特性及基于这些材料的微波/毫米波电路的理论和应用研究，具有十分重要的理论意义和实用价值。这些研究，不仅可以明确新型材料的电磁特性和环境适应性等关键问题，也为具有柔性透明特点的微波/毫米电路的设计和分析研究提供实验基础，从而进一步为研究高性能、透明、可重构微波/毫米波电路和系统及工程应用提供技术指导，因此具有重要的理论意义和应用价值。在项目执行期间，发表了高水平学术论文32篇，其中SCI收录16篇，EI收录11篇；申请国家发明专利18项，已授权9项；获得电子学会科技进步二等奖1项；培养了博士研究生4名，硕士研究生7名，在读14名；所研制的COC高频覆铜板已实现工标定，达到产业批量使用水平；研究的薄型材料介电常数测试技术，应用到军科委某基础加强项目中，解决了薄型材料难以标定的关键性问题。

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