高效率曲折槽波导毫米波行波管设计、制造和冷测

本文提出一种适用于工作在毫米波段(85～110 GHz)的带状注高效率曲折槽波导毫米波行波管,并进行了参数优化设计、加工制造和冷测实验研究.曲折槽波导首次采用一次改变周期相速跳变技术提高带状注毫米波行波管电子互作用效率.文中加工制造了三种不同周期个数(包含相速跳变和均匀相速两种类型)的曲折槽波导,并进行了S参数测试,其...     

氧化时间对FeSiAl合金粉末组织与电磁性能的影响

以FeSiA合金粉末为原料，研究空气中500℃下不同氧化时间对FeSiAl合金粉末微观组织和电磁性能的影响。结果表明：随着氧化时间的延长，FeSiAl合金粉末颜色由深灰色向土黄色转变，表面微观形貌无明显改变。氧化5 h后，粉末表面出现Fe₃O₄，随着氧化时间进一步增加至10 h,Fe₃O₄逐渐转变为Fe₂O₃。FeSiAl合金粉末表面氧化层主要包含Fe₂O₃、SiO₂和Al₂O₃。粉末介电常数和磁导率的实部随着氧化时间的增加呈上升趋势，介电常数的虚部和磁导率虚部无明显变化。     

全孔径超宽带宽角扫描有源相控阵天线系统

研究了一种全孔径紧耦合超宽带宽角扫描有源相控阵天线系统设计方法。通过威尔金森功分电路同时激励两个镜像对称偶极子单元，在不组阵方向阵列边缘采用延长型偶极子，消除了截断效应的影响，有效降低低频段的有源驻波，在组阵方向采用垂直金属壁取代哑元作为宽角阻抗匹配层的支撑，实现了天线阵列的全端口馈电。为满足大瞬时带宽及宽角扫描的需求，T/R组件射频链路采用了移相器加频率不敏感的延时器，改善了瞬时大带宽在大角度扫描时的波束空间色散及波形时间色散性能。将超宽带宽角扫描阵面、散热器、T/R组件、波控电源板及后盖板进行堆栈式高密度集成，研制了1×10全端口馈电的超宽带有源相控阵整机。测试结果表明，该阵列天线可跨4倍频程工作，扫描范围可以达到±45°，瞬时工作带宽可覆盖有源相控阵天线系统全频段，对实现综合多功能软件定义卫星在轨演进、降低成本、提高灵活性具有重要意义。     

空间站冷原子柜超高真空腔内射频天线的研制

射频蒸发冷却作为获取超冷原子简并量子气体的手段之一，对玻色-费米协同冷却的实现至关重要。为了在空间站上实现超冷量子简并气体，设计了一种特殊的射频天线。该天线被置于一个冷原子实验用真空腔内，与腔上集成的冷却、探测、光阱、磁阱、光晶格、Feshbach磁场等装置一同组成了通用型超冷原子物理实验系统，该实验系统满足载人航天工程在尺寸、重量、功耗、可靠性和电磁兼容性等方面的严格要求。利用有限元仿真方法对天线进行设计和评估，并在地面实验平台上对其各项性能指标进行测试和实验验证。结果表明，本设计除了能够降低90%的射频功率需求外，还能维持科学腔的超高真空水平，并具备良好的电磁兼容性，符合载人航天工程的要求。     

基于截获因子评价的双基地面动目标指示LPI探测设计

电子战装备的无源探测对作战飞机的生存构成严重威胁。地面动目标指示作为机载雷达的重要功能，亟需提升其抗截获能力。结合双基雷达低截获特征，提出了基于截获因子评价的双基机载雷达地面动目标指示低截获探测设计方法。针对双基机载雷达地面动目标指示，简要分析了距离分辨率、最小可检测速度，推导了截获因子表达式，在满足探测性能前提下，设计了基于截获因子评价的低截获探测方法。仿真结果表明，所提出的方法能明显提升机载火控雷达地面动目标指示功能的抗截获性能。     

一种应用于机载通信的VHF/UHF低剖面小型化垂直极化天线

在机载通信领域，迫切需要一种具有垂直极化全向辐射模式的低剖面小型化天线，尤其是在甚高频(Very High Frequency,VHF)频段和特高频(Ultra High Frequency,UHF)频段的低频段.针对这一需求，本文提出了一种有着低剖面、电小尺寸的圆柱腔天线.通过在圆柱腔内部引入短路柱和导电柱分别激励起TM₀₁和TM₀₂模，能够获得良好的垂直极化全向辐射模式.引入锥形套筒在改善输入阻抗的同时，有效降低TM₀₁和TM₀₂模的谐振频率，使两个模式的谐振频率工作在目标频段.另外，设计了4个状态的宽带匹配网络来进一步改善天线的阻抗匹配.本文提出的圆柱腔天线尺寸为π×(0.11λ_max)²×0.045λ_max(λ_max是最低频率处的自由空间波长).仿真和实测结果之间有着良好的一致性.实测结果表明，本文提出的圆柱腔天线在低频段和高频段分别获得了47.3%(105～170 MHz)和52.3%(207～355 ...     

CsI:Tl余辉产生和抑制机理的第一性原理研究

CsI∶Tl晶体受其余辉特性的影响，限制了其在快速X射线成像领域的推广应用。为探索CsI∶Tl晶体的余辉产生机理和抑制方法，利用Material Studio软件建立了纯CsI晶体、CsI∶Tl晶体和CsI∶Tl,Eu晶体的超晶胞模型，基于密度泛函理论的第一性原理及广义梯度近似和超软赝势框架计算三个模型的总态密度和分态密度。结果表明，CsI∶Tl晶体发射余辉是由于Tl掺杂引入的浅杂质能级约束了少量电子跃迁过程，导致余辉光子的延迟发射。而Eu共掺杂将在CsI∶Tl晶体中引入更深的杂质能级，能够有效地清除受限于Tl引入的浅电子陷阱的电子，并防止电子受环境热扰动影响重新受激发射二次光子，从而有效抑制CsI∶Tl晶体中余辉光子发射。     

一种具有双输出端口的200-kW Ka波段速调管的集成互作用电路设计

文章提出了一种基于集成互作用单元的高效谐振电路，以改善注波互作用，将Ka波段速调管的峰值功率提高到200 kW。被集成的单元电路设计是基于矩形间隙波导中级联的场结构，通过特定边界条件的融合，将两个或多个单注-波互作用单元横向连接在一起（每个单元通常用于传统的单注速调管）。针对输入腔，通过优化注加载参数和腔体参数将两个互作用单元有效地整合在一起，以获得~35 GHz恒定输入功率下的最佳吸收效率。输出腔1）设计有两个输出端口，以平衡功率提取对集成互作用电路的影响；2）通过优化两个预调制的电子束得到200-kW的峰值功率。在注电压为45 kV、单个注电流为5.6 A的条件下，通过粒子模拟（PIC），所设计的Ka波段速调管的整体互作用电路能够产生202.9-kW的峰值功率，效率为40.2%，增益最大达到47 dB。     

基于混合气体活化的硅基钽酸锂晶圆键合研究

集成在硅基衬底上的钽酸锂薄膜在新型声学器件上具有重要应用，等离子体活化键合是其主要的集成方式，相关研究报道众多但仍缺乏对等离子体活化工艺的深入研究。本文研究了LT和Si衬底晶圆在不同活化气氛、频率和时间下的亲水性接触角变化情况，探索了一套可以显著提高键合强度的活化参数。研究结果发现，对晶圆表面采用N₂加O₂混合活化60 s后，LT和Si衬底晶圆亲水性接触角达到最小值，分别为4.244°和3.859°。键合后用SEM扫描了样片的横截面，发现键合质量良好。最后对比了用O₂、N₂和Ar活化60 s,以及N₂加O₂混合活化60 s后键合片的键合强度，发现混合气体活化后键合强度最大，达到了9.05 MPa。     

基于FPGA和ARM内核的无线SoC设计

无线SoC已成为物联网产业发展的基础。本文基于软件无线电的思想将ARMCorterx-M0内核处理器移植到FPGA上构建无线通信基带信号处理的片上系统，该无线SoC支持射频发射与接收、音频输出与麦克风输入、FM调制解调、LCD显示、无线FM双向通信、FM广播信号接收、串口传输、按键选频等功能。