工程塑料加筋双层板的隔声性能分析

为探究工程塑料加筋板与声学介质的不同耦合方式对隔声量的影响,在Virtual Lab中建立四种耦合方式的塑料加筋双层板模型,计算得到不同工程塑料和流体声学介质的隔声频率特性曲线。结果表明工程塑料中增加双层板面板及筋板层厚度,可以使阻尼控制区向低频移动;筋板与声学介质的不同耦合方式,在结构特性阻抗与流体介质的声学特性阻抗比较接近时,耦合方式的不同会对工程塑料双层板隔声量引起较大差异。充分考虑流体域介质和板层介质的特性阻抗匹配关系,在工程预测加筋双层板隔声量时能起到一定的参考作用。     

频率编码光纤环传感器设计与性能分析

为了提高传感器的温度和应力的分辨力,阐述一种新型光纤环传感器的结构和频率编码原理.利用不同长度的光纤环传感器具有不同谐振频率的特性实现传感器阵列的准频分复用.重点讨论了耦合系数及光纤环长度对传感器性能的影响,并对参数进行分析和选择.基于频率编码光纤环传感器的温度和应力测量原理,证明了温度的测量分辨力可以达到0.9℃,应力的测量分辨力也可达到1με.     

电控超介质太赫兹调制器用谐振环阵列的优化设计

针对电控超介质太赫兹调制器存在自身结构的电容和电阻大,调制器调制深度不高问题,本文利用ANSOFT HFSS软件对调制器的开口谐振环（SRR-Split Ring Resonator）阵列结构进行仿真设计与优化。仿真结果显示调制器的工作频率为0.48THz,调制深度可以达到77.2%。     

MCR-WPT系统中重叠阵列线圈的抗偏移特性研究

针对目前无人机的定点降落精度不高,磁耦合谐振式无线电能传输技术在线圈处于非对准的情况下效率会急剧下降。以无线电能传输系统的抗偏移特性为出发点,从耦合线圈的结构和谐振补偿拓扑角度,开展了磁耦合谐振式无线电能传输技术的研究,应用了一种异面重叠的阵列线圈结构的能量传输磁耦合装置。并通过磁通理论分析了该设计结构的可行性,然后通过有限元仿真分析可知,阵列线圈结构的耦合装置使得线圈上方的磁场更加均匀,通过仿真和测试对比在阵列线圈正上方不同位置处的耦合系数,并通过电路仿真在该阵列线圈上方的各种耦合系数下的效率情况,分析可知接收线圈在该阵列线圈上方的耦合系数的变动对整个电路的谐振工作状态造成的影响非常小。搭建的实验系统证明了该系统的恒流输出特性和抗偏移特性。     

多谐振U形缝隙纳米天线设计及吸收特性

太阳能收集是解决无线传感器网络能量受限的有效手段。针对传统采用光伏电池收集太阳能的方法易受环境与光照时间限制、吸收波段窄等问题,提出了一种耦合对称U形缝隙的多谐振纳米天线阵列用于太阳能收集。该天线的单元结构是在银介质基板上刻蚀4个对称的U形缝隙,U形缝隙附近产生的表面等离激元相互耦合,使其在宽波段内产生多个谐振点,从而提高宽波段的平均吸收率。利用时域有限差分方法分析了多谐振U形缝隙纳米天线阵列的吸收特性。仿真结果表明,天线阵列在400~870nm,960~1 100nm两个波段内吸收率较高,并出现多个吸收峰,吸收峰值最大可以达到99%。     

高Q值表面等离子体传感器研究

设计了高Q值表面等离子体传感器,传感器芯片的基底为200μm厚的石英材料,上层为复合结构金属层。为保证高效传输,它的等离子体波导由共面波导结构(coplanar waveguide,CPW)过渡引出,经由表面等离子体传输线传输至谐振环,从而共振模式可以由等离子体波导和谐振环的相互耦合共振产生。通过仿真,对不同模式下的电场分布图对应谐振环的闭合状态进行研究,在传输系数S21图上得到6个明显的谐振谷,其中有3个谷的Q值十分高,这6个谐振谷的Q值范围为44.6~268.3。     

一种在接地板开U型缝消除微带天线杂谐振点的方法(英文)

本文提出一种消除微带天线杂谐振点的方法,该微带天线为双层介质板,其谐振频率为2.4 GHz,共有两个杂谐振点分别在4.4 GHz附近及5.8 GHz附近。这两个杂谐振点破坏了微带天线的性能,故本文通过在接地板上合理地开U型缝来消除这两个谐振点,U型缝隙的长度为相应频率谐振点波长的一半;如果在缝隙上有开放端口,则U型缝隙长度为相应频率谐振点波长的四分之一。仿真结果表明:该方法可有效消除杂谐振点。     

截止波导介质腔介电常数测量理论与方法研究

本文提出了用截止波导介质谐振腔测量微波材料相对介电常数和微波损耗的方法.利用开波导法给出了腔中TE0ml谐振模的电磁场,导出了利用此模测量介电常数和微波损耗的公式;通过测量频率和谐振曲线,就能算出材料的复介电常数,并对谐振模TE0ml进行了讨论;比较了这种测量方法与原有的短路金属板介质谐振腔法的优劣,结果表明采用截止波导介质谐振腔测量材料的微波损耗时更有优越性.     

微波陶瓷介质谐振器优选组合检测法

微波介质陶瓷材料的介电性能主要由3个参数表示:介电常数、介质损耗和谐振频率温度系数.本文优选组合了3种检测介质谐振器方法:短路型介质谐振器轴向的短路界面测定方便准确,用于测量微波介质陶瓷材料的相对介电常数;开路型平行板与介质谐振器无直接接触,用于测量介质损耗系数;自行研制的旋转开放腔,可同时放置多个样品,加快温度系数的测量速度.3个参数采用3种不同测试法,充分应用了不同测试法各自的优势,满足微波介质陶瓷材料介电常数跨度大、介质损耗低、温度系数快速测量的需求,可得到精确、快速的测试效果.     

微波霍尔推力器表面波等离子体源的实验研究

在微波霍尔推力器中,微波通过窗口耦合到霍尔加速通道,在通道底部介质板附近产生表面波等离子体以抑制振荡。表面波等离子体能否顺利产生将直接影响推力器本身的性能,为此,开展微波霍尔推力器表面波等离子体源的真空实验研究。在不同微波输出功率条件下,分别以氪、氩气为工质,以陶瓷和石英材料为介质板,通过改变流量,得到了表面波等离子体的产生规律。采用朗缪尔探针,实验诊断了介质板附近的表面波等离子体密度。实验结果表明:和陶瓷介质板相比,石英介质板对微波的损耗低,表面波更容易稳定产生;朗缪尔探针的诊断结果表明,石英介质板附近等离子体的电子密度高于对应的临界电子密度,证明本实验等离子体为表面波等离子体。     

贴附型局域共振声子晶体双层板的带隙特性

针对板面之间周期性贴附柱状散射体的局域共振声子晶体双层板结构,采用有限元法计算了该结构能带结构、特征模态所对应的位移场以及相应有限周期双层板结构的传输曲线,对其展现出的带隙特性进行了研究。数值结果和分析表明,当激励点和响应点位于上下异侧板时,一条起始频率低并且带隙宽的完全带隙可以被打开。该带隙的打开可以认为是共振单元的振动模态和上下板的板振动模态相互耦合作用的结果。同时,由双板间空气声腔所带来的声振耦合效应对带隙的影响可以忽略不计。此外,双层板结构展现出许多相应单板结构共同的带隙特性,但其拥有单板所无法比拟的宽带隙特性。通过改变结构相关参数,可以实现对带隙的有效调节。     

多信道二维光子晶体滤波器

根据光波模在光子晶体线缺陷波导和环形谐振腔之间的耦合原理,在二维三角晶格光子晶体中设计了一款由线缺陷主波导、环形谐振腔、60°弯下载波导组成的多信道下载滤波器。利用平面波展开方法计算了完整光子晶体及线缺陷波导的能带结构;基于时域有限差分方法计算了各目标频率光信号在器件中的传输特性,分析了影响器件耦合效率的因素并对其进行了改进。分析表明:通过改变环形谐振腔内介质柱的半径可以调节光子晶体环形谐振腔的谐振频率,而改变线缺陷主波导与环形谐振腔之间耦合区域中介质柱的形状以及将直下载波导改换成60°弯下载波导可以提高线缺陷主波导、60°弯波导与环形谐振腔之间的耦合效率。计算结果显示:优化后的多信道二维光子晶体滤波器具备优良的选频功能,各目标频率光信号的透射率均达90%以上。与传统半导体介质材料器件相比,该器件体积较小,结构简单,易于大规模集成,很有应用前景。     

环形波动陀螺结构设计与仿真

基于 MEMS 技术,提出了一种环形波动陀螺结构并建立了谐振子的有限元模型。利用 ANSYS软件对谐振子进行了模态分析,确定了各阶振型和固有频率。通过分析谐振子结构参数对振型和频率的影响,得到了谐振子的优化设计参数,优化后其工作频率与其他振型频率的差大于1 kHz,有效避免工作模态与其他模态间的频率耦合。经仿真验证,设计的环形结构的性能参数满足要求,具有明显的优越性。     

微波引导下的滚筒杀青机内电磁场分布研究

基 于 电 磁 场Ｍ ａｘ ｗｅｌｌ 方 程 理 论 及 微 波 的 热 效 应 理 论 ，利 用 有 限 元 软 件 对 谐 振 腔 内 的 电 磁 场 分布 模 态 进 行 了 仿 真 计 算 ，并 讨 论 了 微 波 馈 入 口 位 置 、数 量 、方 向 等 对 滚 筒 内 电 磁 场 均 匀 性 的 影 响 。 结 果 表明 ，电 磁 波 谐 振 模 式 严 重 影 响 电 磁 场 在 谐 振 腔 内 的 分 布 ，通 过 对 模 态 的 选 择 可 实 现 温 度 场 的 均 匀 分 布 ，最 终形 成 对 茶 叶 的 均 匀 杀 青 效 果 。     

Properties of Dielectric Ring Resonator and Application to Moisture Measurement

This paper presents properties of a dielectric ring resonator and its application to measurement of material moisture. Theoretical analysis has been done to select better resonant modes in the resonator with higher sensitivity and wider moisture content measurable range than the formerly often used TE₀₁₁ mode by some researchers. Experiments have also been done to verify the theoretical results. The HE₂₁₂ mode in the resonator has the highest sensitivity of 1.0 MHz frequency shift corresponding to change of 1.0% moisture content. The measurable range of moisture content is up to 12% at dry basis. The mode of HE₂₁₁ has a wide measurable range approximately between 3% and 75% and its corresponding frequency shift is 12 MHz.     

激光干涉在蜂窝夹心层板振动模态测量中的应用

采用激光电子散斑干涉测量技术(electronic speckle pattern interferometry,简称ESPI)对悬臂矩形损伤蜂窝夹心复合板稳态振动下的振型进行了实验研究。通过完整试样的振型测量结果与有限元模拟均匀悬臂金属板结构振型的类比,验证了有关蜂窝夹心复合材料具有横观各向同性假设的观点,获得了悬臂矩形蜂窝夹心复合层板前14阶离面振动模态的振型图。实验结果表明,结构的损伤导致其局部刚度改变,使得共振频率减少,损伤对其高阶振型的形状改变较为明显,有时甚至是模态跃迁。     

四通道二维光子晶体解波分复用系统

利用光子晶体环形腔缺陷模与线缺陷波导之间的共振耦合原理,设计了一种由主波导、环形腔和60°弯波导组成的四通道二维三角晶格光子晶体解波分复用系统。通过平面波展开法计算线缺陷波导的能带结构;利用时域有限差分法(FTDT)计算了不同频率的光波在该系统中的传输特性。最后,分析了影响输出效率和品质因子的因素并对该系统进行了改进。分析表明:改变环形腔内介质柱的半径可调节谐振频率,而在主波导末端增加反射介质柱以及改变耦合区域中介质柱的形状可提高各通道的谐振频率光波的透射率。计算结果显示:该系统较好地实现了4个波长的解波分复用,透射率均达90%以上。另外,该系统结构简单,便于加工制造,且体积小,有利于大规模集成。     

一种高性能电磁式微机械振动环陀螺

模态匹配和高的品质因数是提高振动环陀螺性能的关键。设计制作了一种电磁式微机械振动环陀螺,采用了全对称的结构以实现模态匹配。通过理论推导建立了陀螺灵敏度和机械噪声的数学模型,分析了陀螺参数对灵敏度及分辨力的影响。采用（100）晶向的单晶硅及MEMS体硅标准工艺加工了陀螺样片,该工艺简单,无需键合。器件频响实验结果表明,所设计的振动环陀螺驱动模态和检测模态频差小于0.5Hz,大气压下品质因数约为500,在1Pa的低真空下达到14000。锁相放大器测试结果表明,在-200 ~200 o/s测量范围内,陀螺分辨力为0.05o/s,灵敏度为0.2uv/ o/s。测试结果表明该陀螺能够实现模态匹配和较高的品质因数,具有较高的性能指标。     

超声珩齿指数型变幅器动力学特性研究

为研究超声珩齿振动系统的非谐振设计,扩展该理论的应用范围,提出中厚圆环板及变幅杆组成的变幅器的力耦合条件,建立了变幅器的数学模型,基于Mindlin理论推导了变幅器的频率方程。利用MATLAB软件求出了变幅器设计参数的数值解,得出了一组变幅器的设计参数,用有限元对进行模态分析,发现与理论设计要求的振型和频率完全相同,从而验证了非谐振设计方法的可行性。该理论方法使变幅器设计由含薄圆环板类齿轮的情况拓展到含中厚圆环板类齿轮的情况。