纳米Fe3O4及其复合体系的微波吸收特性研究

研究了纳米Fe3O4及其复合体系的微波吸收特性,并分析了吸收机制以及复合组分对吸波性能的影响。结果表明,在Fe3O4/BaTiO3复合体系中,通过调节材料组分可调节吸收峰的位置,复合体系的有效吸收频带较单一材料拓宽。当样品的厚度为2 mm,Fe3O4与BaTiO3的质量比为3:2时,反射率为-10 dB的有效频宽达2.7 GHz,Fe3O4与BaTiO3的质量比为2:3时,反射率为-10 dB的有效频宽可达4 GHz。在Fe3O4/PANI复合体系中,当Fe3O4在复合体系中的质量比为35%左右时,微波吸收率最高,吸收峰值为-21 dB,-10 dB频宽大于4GHz。     

泡沫吸波材料结构对吸波性能的影响

为了研究吸波材料结构与吸波性能的关系,以无机泡沫吸波材料作为基体,采用多层复合研究阻抗匹配特性对吸波性能的影响,当材料为"透波层/吸收层"的2层复合结构时,在2.0~18.0 GHz频段反射率均小于-10.0dB,且于12.7 GHz处出现最大衰减峰为-21.5 dB.采用角锥和锥台处理研究材料表面构造对吸波性能的影响,结果表明:表面处理可以明显提高材料吸波性能,且角锥处理优于锥台处理.5×5阵列角锥的有效吸收带宽(反射率小于-10.0 dB)为15.3 GHz,反射率在9.4 GHz处到达最小值为-43.4 dB;8×8阵列角锥的有效吸收带宽(反射率小于-10.0 dB)为18.0 GHz,平均反射率达-34.5 dB.     

双层混杂纤维／炭黑改性环氧树脂复合材料的制备及其吸波性能

通过采用整体压制的方法制备了双层混杂纤维／炭黑改性环氧树脂复合材料,对其吸波性能进行了研究。结果表明：随着炭黑含量的增加,材料的反射衰减峰向低频移动,当炭黑含量较高时,吸收主要作用在低频波段,且存在明显的双反射衰减峰。当炭黑含量为6％时,在13．6GHz处反射衰减峰值可达-20．6dB,≤-10dB的有效带宽为3．6GHz。当炭黑含量为8％时,双反射衰减峰分别在10．6GHz和7．8GHz,峰值分别为-17．0dB和-14．9dB,≤-10dB的有效带宽为6．7GHz。     

多壁碳纳米管复合材料的微波吸收性能

用石蜡分别与多壁碳纳米管及大内径薄多壁碳纳米管按不同的质量比混合,制得了复合吸波材料.采用同轴法测量了复合材料在2~18GHz范围内的复介电常数和复磁导率,并计算了材料对微波的反射率,分析了其吸波性能.结果表明:碳纳米管复合材料在2~18GHz范围具有吸波性能.其中质量分数为15%的多壁碳纳米管的最大吸收峰在10.4GHz,其值为-21.7dB,质量分数为15%的大内径薄壁多壁碳纳米管的最大吸收峰在11.2GHz,值为-17.6dB.     

基于0.13μm CMOS技术的超宽带低噪放大器设计

针对信号频段为3.1～10.6GHz的超宽带系统射频前端,提出一种基于0.13μm CMOS技术的低噪声放大器设计与实现.该放大器采用两级结构,通过第一级单端型电阻反馈和第二级单端转差分型电压缓冲器的级联设计,在获得足够的信号功率增益的同时,能够实现超宽带范围内的输入匹配.整体电路仿真结果表明:在3.1～10.6GHz的工作频段,电压增益为23.2dB,输入回波损耗小于-13dB.在6GHz时噪声系数最小值为2.4dB,最大值为2.7dB,输入三阶交调截取点(IIP3)为-11.9dBm.在1.2V电源电压下,该低噪声放大器功耗为12.2mW,芯片面积为0.32mm2.     

一种对跖圆形的宽带共形阵列天线

针对目前共形天线带宽窄、增益低的缺点,提出了一种新型的宽带对跖圆形天线结构.利用该结构组成的串联和串并联结合的共形阵列天线,其增益高、带宽宽,可以工作在无线局域网(WLAN)2.4GHz频段.仿真结果表明,共形后的串联4单元横向阵列天线的-10dB带宽为1.812~2.901GHz(相对工作带宽46.2%),在2.45GHz处的最大增益为6.8dBi.而纵向共形后的串并联4×4单元阵列天线可以实现双频带,-10dB带宽分别为2.316~2.367GHz和2.588~2.858GHz,在2.8GHz处的最大增益为7.2dBi.     

核壳结构C/TiO_2复合材料的制备与微波吸收性能研究

以葡萄糖为碳源,用水热法成功制备了碳微球,再以Ti(SO_4)_2为钛源,制备了核壳结构的C/TiO_2复合微球.为提高材料介电损耗,将样品在N_2氛围中不同温度条件下进行了碳化.采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和透射电子显微镜对样品的结构和形貌进行了表征,用矢量网络分析仪测试了样品在2～18 GHz范围的复介电常数,并计算其反射损耗.结果表明:碳微球具有较高的微波介电损耗;碳微球与TiO_2复合后,在相同层厚条件下,反射损耗峰向低频迁移;700℃和800℃碳化下的C和C/TiO_2复合材料具有优良的微波吸收性能,其中C-700复合材料最小反射损耗达到-41.2 dB,低于-10 dB的最大吸收带宽达到4.5 GHz,C/Ti-700复合材料的最小反射损耗为-30.0 dB,最大吸收带宽达4.2 GHz.     

CMOS 3～5GHz超宽带低噪声放大器的设计

设计了一个应用于超宽带(UWB)系统的3~5 GHz超宽带低噪声放大器.电路由二阶切比雪夫滤波器,电阻并联反馈,两级共源共栅结构,源级跟随器组成.低噪声放大器采用0.18 mCMOS工艺进行设计,利用ADS 2006 A进行仿真.结果表明,低噪声放大器在3~5 GHz带宽范围内噪声系数(NF)小于2dB,功率增益在23.9~24.8 dB之间,输入端口反射系数小于-10dB,输出端口反射系数小于-15dB,IIP3为-11dBm在1.8 V的电源电压下,核心电路功耗为10 mW.     

球磨工艺对Y-Fe-Cr合金吸波性能影响

采用XRD、SEM和矢量网络分析仪分析相结合的方法研究球磨时间对Y-Fe-Cr合金微粉吸波性能的影响.结果表明:随着球磨时间从50 h不断增加,Y9Fe88Cr3吸波合金的吸收峰逐渐向低频移动;当球磨时间低于70 h时,合金扁平化及各向异性较好,其反射率较低,合金粉末吸波性能较好,在吸波涂层厚度为d=1.8 mm条件下,球磨时间为50 h和70 h的合金粉末的电磁波吸收峰峰值分别达到-14.7 dB和-14.4 dB,＜-10 dB的吸波带宽均达到7 GHz;当球磨时间达到80 h后,由于合金粉末颗粒碎化变细导致各向异性变差,其吸波性能变差,在吸波涂层厚度为d=1.8 mm条件下,合金粉末电磁波吸收峰峰值和＜-10 dB的吸波带宽分别为-12.5 dB和3.5 GHz,较球磨时间为70 h之前的合金粉末的吸波峰值和带宽减小了2 dB和3.5 GHz.研究结果为制备同类吸波合金微粉提供一定的理论依据.     

石墨烯/MnFe_2O_4/PPy复合物的制备及其电磁性能研究

为了解决电磁污染对环境和生物安全产生的不良影响,文中采用水热法制备了石墨烯/MnFe_2O_4二元纳米复合物,以聚吡咯掺杂获得石墨烯/MnFe_2O_4/PPy复合物.通过透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)及矢量网络分析仪等手段对石墨烯/MnFe_2O_4/PPy复合物的形貌、结构及性能进行了表征,结果表明,复合物呈现多级结构,其中MnFe_2O_4为立方体状,平均粒径大约都在40nm左右,所制备的石墨烯/MnFe_2O_4/PPy复合材料显示有较强的电磁性能,这主要是由于介电损耗和磁损耗以及增强的界面效应的协同作用,电磁性能测试显示,随着吸波涂层厚度的增加,吸收峰向低频移动,在涂层厚度为4 mm时,最大值反射损耗为-37dB(频率为6.5GHz),反射损耗在-10dB以下的频带宽度为2.5GHz(5.4~7.9GHz).     

不同形状单贴片单层微带贴片天线的扩展带宽技术

采用多种带宽改进技术,应用于不同形状的单层片状天线,主要包括:短路销钉,双宽缝(E形)等.同时,采用基于MOM的软件包分析了天线性能,证明方形天线可以工作在3个频率点,即1.83GHz、2.16GHz和2.74GHz,其最大的增益达到9.4dB;E形天线工作在2.13GHz和2.5GHz,当中心频率为2.4GHz时,带宽达到33.33%(反射损耗≤-10dB),其最大增益为9.25dB.     

新型3.1～6GHz高增益超宽带低噪声放大器

在传统的窄带达林顿结构放大器基础上,提出一种新型高增益超宽带达林顿结构低噪声放大器.该放大器采用高频低噪声晶体管,采用电感补偿技术和正实电阻补偿技术,保持了达林顿放大器高增益的优点,而且也取得了低噪声、良好输入输出匹配和宽带稳定性.通过优化设计,新型放大器在3.1～6 GHz内,增益S21高达21 dB,变化不超过0.3 dB,噪声系数F为1.5～2.1 dB,输入输出反射系数S11和S22都小于-14 dB,在宽带内保持稳定.     

一种高性能Fabry-Pérot贴片天线设计

提出了一种新的极化转换单元结构,可作为覆层用于设计具有高辐射性能的微带贴片天线.通过采用在介质基板上下表面涂覆的矩形金属贴片切角的方式,实现了传输系数主极化及交叉极化幅度差和相位差在9.0~12.8 GHz频段范围内分别稳定在±3 dB及90°±15°之间,从而取得了宽带极化转换性能,最后在微带贴片天线辐射的线极化波的激励下,实现了-10 dB反射系数带宽为2.8 GHz(9.0~11.8 GHz),3 dB轴比带宽为11.0~11.5GHz,峰值增益为9.8 dBic,这为新体制雷达天线的设计应用提供了一种新思路.     

稀土掺杂W型铁氧体BaCoZnCexFe16-xO27的制备与吸波性能研究

用溶胶-凝胶法制备了W型铁氧体BaCoZnCexFe16-xO27(x=0,0.05,0.1,0.15,0.2),考察了Ce3+掺杂对W型铁氧体性能的影响.采用X射线衍射仪( XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、振动样品磁强计(VSM)和矢量网络分析仪等手段表征了材料的物相组成、形貌,并且分析了它的磁性能和微波吸收性能.研究表明,制得的Ce3+掺杂W型铁氧体呈六角片状,样品呈顺磁性,其中x=0.15时样品的磁性能及微波吸收性能最好,吸收率小于- 10 dB的吸收频带宽度达到了3.5 GHz,吸收峰值为- 11.34 dB.     

钡铁氧体表面化学镀Ni-P合金的制备及性能

为提高钡铁氧体的吸波性能,以钡铁氧体为芯材,采用化学镀的方法制备表面包覆Ni-P镀层的钡铁氧体复合粒子.并利用XRD、SEM、EDS及矢量网络分析仪对其晶体结构、表面形貌、成分、电磁吸收性能进行分析.结果表明:钡铁氧体表面包覆完整的Ni-P合金镀层,化学镀工艺显著改善材料的电磁性能,并提高材料对电磁波的吸收能力,镀后复合粒子在2～18GHz频段内,最大反射率为-24.3dB,大于-10dB的吸收频带宽约2.8GHz.     

用于窄带滤光片的离子辅助沉积硅膜层的性能

为了简化窄带光学滤波器的结构,需要寻求更高折射率的膜层材料.采用宽束冷阴极离子源的离子束辅助沉积工艺实验,分析了工艺参数与硅膜层折射率之间的关系,获得了对波长1550 nm折射率在3.45~3.46之间、消光系数小于10-6的硅膜层.使用实验得到的硅膜层和二氧化硅组合,设计了有71层膜层、信道间隔为200GHz的光学滤波器,峰值插入损耗0.18 dB,0.5 dB处的波长带宽为0.86 nm,0.25 dB处的波长带宽为1.91 nm,通带波纹系数ξ=0.12 dB,满足国际通信联盟(ITU)对密集波分复用系统(DWDM)用窄带滤波器的要求.     

S波段电阻型上变频器的设计

利用双极性三极管的输出特性,设计了一个主要应用于2.4GHz无线局域网中的S波段电阻型上变频器,并在Agilent公司的射频电路设计软件ADS2003进行了S参数和谐波平衡仿真,取得变频增益是8.17dB,射频一本振端口隔离为14dB,射频-中频端口隔离为36dB较好的结果。而电路经过最后的调试,得到的变频增益是6.28dB,射频-本振端口隔离为18dB,射频-中频端口隔离为16dB,结果表明仿真结果跟测试结果十分相近。     

纳米La0．8Ba0．2MnO3／Ni粉复合体系的微波吸收性能

采用溶胶-=凝胶法制备La0．8Ba0．2MnO3粉体,并与纳米Ni粉按不同质量比复合,制得复合材料样品。测量样品在2-18GHz频率范围内的复介电常数、复磁导率并计算微波反射系数,分析不同组分对材料微波吸收性能的影响及其可能的吸收机制。研究结果表明：复合体系比单一组分样品具有更好的吸收效果;当La0．8Ba0．2MnO3含量为62、5％时,材料微波吸收效果最佳;当样品厚度为2mm时,大于10dB的吸收频宽达到3．6GHz,最大吸收峰值为24dB;当样品厚度为1．8mm时,大于10dB的吸收频宽达到3．3GHz,最大吸收峰值为44dB;LaMnO,在A位掺杂Ba2＋,其电磁性能将发生变化,再与磁性纳米Ni粉复合,介电损耗和磁损耗的综合作用能使体系的微波吸收效能显著加强。     

X 波段单级氮化镓固态放大器

利用自主研制的SiC 衬底的栅宽为2.5mm的AlGaN/GaN HEMT器件,设计完成了单级X波段氮化镓固态放大器模块．模块由AlGaN/GaN HEMT器件、偏置电路和微带匹配电路构成．采用金属腔体和测试夹具,保证在连续波下具有良好的接地和散热性能．利用双偏置电路馈电,并且采用独特的电容电阻网络和栅极串联电阻消除了低频和射频振荡．利用微带短截线完成了器件的输入输出匹配．在 8GHz频率及连续波情况下(直流偏置电压为 V_ds= 27V, V_gs= -4.0V),放大器线性增益为 5.6dB,最大效率为30.5％,输出功率最大可达 40.25dBm (10.5W),此时增益压缩为 2dB．在带宽为 500MHz内,输出功率变化为 1dB．     

半模基片集成波导无线局域网带通滤波器

为了解决传统无线局域网(WLAN)滤波器体积大和插入损耗高的问题,本文利用半模基片集成波导(HMSIW)的高通特性与缝隙的带阻特性,提出了体积小、插入损耗低以及带外抑制度高的带通滤波器.通过对HMSIW滤波器结构分析和仿真优化,结果表明:该带通滤波器其中心频率为2.445 0GHz,3dB频带宽度为0.119 6GHz.带内插入损耗优于传统WLAN带通滤波器,比传统WLAN带通滤波器的插损小了20.45%;带内回波损耗小于-26.945 8dB,比传统WLAN带通滤波器的回损提高了54%.在2.15GHz和2.733 5GHz处的带外抑制度分别达到-22.483 0dB和-31.808 3dB,尺寸仅为24mm×28mm,比传统WLAN带通滤波器的体积减小了74.99%.