利用旋转移相技术的几何相位调控方法，提出一种基于传输相位差概念的波束扫描高功率微波反射阵列天线。电磁仿真结果表明，所设计的三叉戟形反射阵列天线单元工作于9.5～10.5 GHz，在0～40°入射角度下具有360°范围内的线性相位调控能力，真空条件下的功率容量达到1.11 GW。采用该单元设计了半径为200 mm的圆形口径反射阵列天线，并使用全波仿真软件进行验证，利用口径相位分布的可重构特性，所设计的反射阵列天线可以实现±40°范围内的波束扫描。在10 GHz时，波束扫描过程中的增益下降小于1.7 dB，最大增益达到31.1 dBi，对应口径效率为73.42%，最低口径效率超过50%，副瓣电平和轴比始终低于−18.7 dB和1.6 dB。

传统的透射式空馈阵列存在功率容量低的缺点，不能直接应用于高功率微波领域。现有的高功率空馈阵列布局不够灵活，波束扫描速度较慢，不能充分发挥空馈阵列在系统集成方面的优势。提出并设计了一种新型的采用空间馈电的螺旋辐射单元，并构建了一种透射式空馈螺旋阵列天线，通过控制单个螺旋旋转可以实现二维波束扫描，在设计上更加灵活，可根据实际应用需求调整阵列布局，符合高功率微波天线紧凑化、模块化的发展趋势。仿真设计了包含324个单元的透镜阵列，数值模拟结果表明，单元反射系数S₁₁≤−20 dB，功率容量0.35 MW，阵列口径效率0.68，可在±45°范围内扫描，最大增益下降3 dB。

本文利用亚波长硅圆柱组成的超表面设计了用于太赫兹探测器的聚焦透镜，通过改变硅柱的直径，实现对太赫兹波传输相位0~2π的调控。在1 THz频率下，所设计的单面超表面透镜，太赫兹波电场能量密度提升到入射平面波的32倍。基于工艺制备可行性和抗反射考虑，提出了一种双面超表面透镜，将电场能量密度提升到入射平面波的44倍。对比于传统超半球太赫兹硅透镜，超表面透镜具有厚度薄，体积小的优点，有利于太赫兹探测器组件的小型化，为实现与太赫兹探测器的集成提供了可能性。

提出了一种伸缩式全金属反射单元，在此基础上设计了一个可用于高功率微波领域的全金属反射阵列波束扫描天线。通过反射单元的上下独立滑动，阵列中每个阵元所接收电磁波的传输路径可改变，从而实现了相控波束扫描。由电磁仿真可知，设计的反射单元能够在10～13 GHz的频带范围内实现0～360°的线性相位调节，且可在15°～40°偏馈条件下相位调节时保持高功率容量。由该型单元组成的中心工作频率为10 GHz的伸缩式全金属反射阵列扫描天线具备90°锥角范围内的二维波束扫描能力，功率容量可达5 GW/m²。同时，在波束扫描过程中，天线增益变化小于3 dB，副瓣电平低于−13 dB，最大口径效率为54.59%。

在使用LED作为照明光源的过程中，光场作为LED应用中的关键因素，一般使用二次光学系统进行调控。但是二次光学系统一般设计复杂、体积大、重量重，随着LED光学封装系统朝着小型化方向发展，二次光学系统的应用将会变得困难。结合软件仿真和实验验证探索了用于单片集成发光二极管(MI-LED)的一次光学透镜的光场调控功能。研究结果表明，仿真和实验LED光源的光场几乎重合一致，所设计的一次透镜将LED光源的光束角从120°调控到48°～72°范围内。与未加一次透镜的LED光源相比，加一次透镜的LED光源具有更高的光提取效率和更均匀的空间光色分布。

压电陶瓷作为一类重要的功能陶瓷材料, 具备高强度、高硬度、耐腐蚀等优点, 可实现机械能和电能间的相互转换, 常被用于制备传感器、驱动器、电容器等压电器件, 在海洋探测、生物医疗、电子通讯等高端装备中发挥着重要作用。针对高端技术领域对压电功能器件智能化、集成化、轻量化的发展需求, 压电陶瓷的外形和结构越来越复杂。注浆、注射、模压、切割等传统的压电陶瓷制造工艺, 大多需借助模具或刀具完成, 很难甚至无法制造具有中空、悬垂等复杂结构的压电陶瓷, 制约了压电功能器件的进一步发展。增材制造技术基于逐层累加原理可实现任意复杂结构快速定制, 具有成型效率高、无需模具等优点, 可满足个性化、整体化、复杂化制造需求, 近年来受到国内外压电陶瓷领域研究人员的广泛关注。本文从粉体、浆料、块材三种原材料形态角度, 综述了当前增材制造压电陶瓷的主要工艺种类及发展现状, 综合对比了各种工艺成型特点; 介绍了增材制造压电陶瓷在不同领域的应用进展; 最后, 总结和展望了增材制造压电陶瓷所面临的挑战和未来可能的发展趋势。

在传统高功率缝隙波导阵列中，缝隙间的相互耦合严重影响了阵列的宽角扫描能力。以实现阵列宽角波束扫描为目标，通过分析阵列扫描特性，从提高缝隙阵元间隔离度的角度出发，提出在阵列中引入隔离栅结构，降低了阵元间耦合对阵列大角度扫描时的影响。在此基础上，设计了基于波导窄边斜缝的谐振式阵列天线，采用电磁仿真软件优化阵列。数值模拟结果表明，未采取措施前阵列的最大扫描范围为±34°，引入隔离栅后扫描范围可扩大至±45°，波导端口S₁₁≤−10 dB，增益仅下降了2.3 dB，单根缝隙波导功率容量达330 MW，有应用于高功率微波领域的潜质。

提出了一种工作在C波段的高功率平板波导螺旋阵列天线。以平板波导馈电，降低了馈电复杂性和馈电结构高度；对基本的电探针结构进行改进，通过控制扇形缝隙的圆心角大小来调整耦合量，并采用上下脊结构消除反射；设计了短螺旋天线结构，通过分离的参数分别优化轴比和反射，得到天线的轴比在?7°～7°的范围内小于0.5 dB；构建了一个20单元的直线馈电阵列，通过电探针结构从平板波导中耦合能量，实现了20单元的等幅馈电。最后仿真了一个工作在4.3 GHz，包含20×20个单元的螺旋阵列天线，结果表明：该天线的增益为31.6 dB，口径效率为74%，在4.11～4.43 GHz的频带范围内反射小于?16 dB，功率容量3.6 GW。