220 GHz折叠波导慢波结构的有损参数化模型

建立了自洽的考虑波导璧损耗的折叠波导等效电路模型,用来计算该慢波结构周期TE10模式中各次空间谐波的相速度,耦合阻抗和线衰减系数.分析结果将会用到220 GHz折叠波导返波管一维束波互作用模型的计算中.当微波频率上升到太赫兹波段时,粗糙波导表面电流导致的壁损将不能再忽略不计.进一步研究表明,起振电流和输出功率水平将和损耗特性的计算密切相关.从原有模型发展而来的有损电路模型可以给出更准确损耗估计.建立了折叠波导慢波线三维谐振腔模型来验证本文的等效电路理论,有较好的吻合.采用了该理论导出参数的一维束波互作用模型和三维数值PIC方法同样有很好的一致性.     

槽区加载介质矩形格栅慢波结构的色散与增益

建立了槽区内加载介质的格栅慢波结构模型.通过Borgnis函数法和场匹配法得到冷态和热态色散方程.并推导了耦合阻抗的表达式.在稀疏电子注的假设下,求得增益近似解的表达式.通过数值方法,求解并分析了加载介质对色散关系、基波耦合阻抗、基波相速和基波增益的影响.并指出分别在槽内加载介质和格栅对侧加载介质对高频特性的不同影响趋势.     

条带SAR重叠子孔径算法成像限制的研究

直接面向距离向脉冲压缩的条带重叠子孔径算法(Overlapped Subaperture Algorithm,OSA)成像算法无需在接收端进行去斜处理,在距离向采用脉冲压缩获得高分辨率,在方位向通过子孔径划分、二级FFT获得高分辨率。该算法在方位向第一级处理时需在子孔径内忽略波前弯曲效应、完成低分辨率成像,距离向脉冲压缩之前需要将距离方位的耦合误差限定在一定范围内并进行补偿,因此引入了算法的使用前提条件。对适用于距离向脉冲压缩条带OSA算法的成像限制进行了研究,简单介绍了成像算法的回波模型与算法流程并引入了算法使用限制条件,对使用限制条件进行了详细的数学推导,明确了算法适用范围,总结了影响方位向与距离向成像尺寸、子孔径划分的主要因素。通过条带SAR重叠子孔径算法成像限制的研究对雷达系统参数选取、技术指标制定和成像处理参数选取等有指导意义。     

基于PVDF压电膜片的光声探测器制备及应用

非共振光声红外气体检测系统因其结构简单,成本低和检测灵敏度高的特点,具有较好的应用前景。该文提出了以聚偏氟乙烯(PVDF)压电膜片为微压敏感元件的非共振光声探测器,利用ANSYS对压电膜片进行了有限元分析,设计制备了双膜片结构微压敏感元件,其中PVDF压电膜片厚度为20μm,尺寸为10mm×5mm。设计了包含吸收腔和补偿腔的双腔室结构,并完成了光声探测器的封装。将光声探测器应用于非分光红外(NDIR)气体检测系统,探测器的输出信号与CO_2气体浓度有较好的线性关系,最低理论检测浓度约为29×10~(-6)。     

一种OOK/FSK调制模式的射频发射机电路设计

设计了一种具有OOK/FSK两种调制模式的射频发射机前端电路。它由一个频率综合器芯片和一个功率放大器芯片组成。发射机电路采用SMIC 0.18 μm CMOS工艺设计。测试结果表明,发射机最大输出功率为－0.31 dBm,PLL的相位噪声为－118.79 dBc/Hz@1 MHz。该发射机可以实现OOK/FSK两种调制方式,在OOK模式下,数据率达到10 Mb/s。整个电路采用1.8 V供电,功耗为43 mW。     

基于PDH(Pound-Drever-Hall)技术谐振腔腔长反馈锁定研究

设计并搭建了一套基于PDH技术谐振腔腔长反馈锁定实验系统,利用高频率稳定度的激光中心频率作为参考标准实现对外部谐振腔腔长的精确控制.当入射光为1W,波长1064 nm,相位调制信号频率12.5 MHz,幅值2V,谐振腔输入耦合镜反射系数为0.95时,获得PDH误差信号随谐振腔腔长变化曲线与理论计算结果基本吻合.利用该误差信号实现了对外部谐振腔腔长大于30分钟,且稳定度为5.13×10-8的锁定.     

高Q值光学微球腔的温度系数研究

光学微球谐振腔由于其具有超高的Q值及极小的模式体积等优点,在高灵敏度传感和光通信等方面得到了广泛的研究。测试了未封装和封装后微球腔谐振波长随温度的变化,实验结果表明随温度增大,谐振波长线性红移,且线性度高。二者温度系数不同,未封装时为25.6 pm/℃,封装后为4.4 pm/℃,主要原因为紫外胶的负热光系数所致。理论分析了紫外胶的热光效应,通过控制紫外胶厚度可以改变光在紫外胶中的比例,从而调节温度系数。当光在紫外胶中比例为0.1135时,温度系数变为0,可以抑制温度漂移,实现了温度补偿;该比例继续增大,温度灵敏度提高。低温漂、高灵敏度、微型化拓宽了回音壁模式(WGM)传感器的应用潜力。     

石墨锥型高能激光全吸收能量计设计

在高能激光能量计吸收体上很长时间内均存在较大的温度梯度,这导致吸收体真实温度的测量非常困难,材料的比热、传感器的响应度和吸收体的热损失对测量准确度的影响较显著,模拟了吸收体上温度场特性,提出了一种利用多个分立的热电偶传感器测量吸收体的温升的方法,通过对热电偶的间距以及在吸收体中的深度加以控制,可以准确地反映吸收体上每一小部分的平均温度,从而达到对比热和传感器响应度修正的目的;采取措施大幅降低热损失比例,并结合实际温度场分布和系统热平衡时间对热损失可以获得热损失占比;利用光线追迹方法可以大幅简化吸收体吸收率研究,以实际光束和吸收腔参数为模拟对象计算了吸收腔的吸收率,并对测量结果进行修正。在分析了系统各个环节的测量不确定度的基础上估算出设计的激光能量计的测量不确定度约为5.8%(k=2),采用现场比对方法验证该测量不确定度的合理性。     

铝合金焊接接头腐蚀行为与防护方法的研究进展

焊接工艺、服役环境、材料质量等诸多因素都会影响铝合金焊接接头的耐蚀性能。综述了铝合金焊接接头的腐蚀行为和影响因素,以及改善焊接接头耐腐蚀性的技术方法和措施,介绍了铝合金焊接接头防护技术的发展趋势和今后研究的重点。     

微带交指滤波器抽头的结构改进

使用耦合谐振电路理论设计微带交指滤波器具有较好的灵活性,然而当衬底厚度和中心频率增加到一定程度时,由传统的50Ω抽头线得到的外部品质因数Qe达不到理论值。为了增大实际设计中的Qe,同时匹配源和负载,本文将传统的抽头结构改进为一段50Ω微带线与一段较细微带线组合的类SIR抽头;此外,为了减小微带线阶跃变化带来的回波损耗,将类SIR抽头改进为一段50Ω微带线与一段较细微带线渐变式过渡的抽头。最终,分别采用类SIR抽头和渐变式抽头设计了一个Ka波段微带交指滤波器。仿真表明:使用类SIR抽头和渐变式抽头得到的Qe都能与理论值相匹配,且带渐变式抽头的滤波器相比于带类SIR抽头的滤波器,其回波损耗减小8.31dB,插入损耗减小0.16dB。从而验证了所提出的两种抽头结构改进的可行性。