太赫兹可控功能器件的研究进展

近年来太赫兹(THz)科学与技术的研究成为光学领域的研究热点,其在医学、通信和公共安全等领域具有深远的研究价值和重要的应用前景。但是THz波段功能器件尤其是可控功能器件匮乏,限制了太赫兹技术的进一步应用。表面等离激元光子学和奇异介质的出现有望改变这一局面,它能够在亚波长尺度对电磁波进行路由和操纵,有望成为下一代芯片技术的候选方案。首先介绍了基于表面等离体和奇异介质的可控太赫兹功能器件的物理机制,然后从电、磁、热、光四种主动控制手段来分别展示近年来太赫兹波段功能器件的研究进展,并从功能应用上对太赫兹功能器件进行了简单的分类总结,最后讨论了在应用中存在的问题和面临的挑战。     

LC和石英晶体振荡器振荡条件及振荡频率的计算方法

<正> 一、LC振荡回路中的电磁振荡二、振荡器应该具备的基本条件三、从反馈放大器到正反馈振荡器四、LC振荡电路的构成原则和电路特点 (一)振荡器中振荡回路电抗元件的构成原则 (二)变压器耦合式反馈振荡电路的特点 (三)电感三点式振荡电路的特点(四)电容三点式振荡电路的特点五、LC振荡器振荡幅值和振荡频率的稳定问题 (一)对振荡频率有影响的各种因素 (二)稳定振荡频率的措施 (三)经过改进的电容三点式振荡电路六、分析计算振荡器振荡频率和振荡条件的方法 (一)βK=1分析法 (二)循环四端网络分析法     

基于美特材料中电磁隧穿效应的无线电能传输技术（英文）

提出利用电磁波在两种单负材料和空气组成的三明治结构中的共振遂穿效应可以有效提高非辐射无线能量传输的距离与效率。理论计算显示,通过调节美特材料电磁参数,遂穿现象能够在数百倍器件厚度的尺度上发生,有效突破了中距离的限制。为了验证数值仿真结果,制备并测试了工作在微波波段的电单负(金属线结构)-空气-磁单负(金属蘑菇状结构)电磁遂穿结构。实验结果表明,基于美特材料三明治结构中共振遂穿效应的无线传能技术,能量传输的距离及效率和之前提出的方案相比均有明显提升。以上这些特性有助于推动非辐射无线能量传输技术在日常环境中的实际应用,同时有利于将美特材料应用于非辐射无线能量传输的理论研究。     

基于美特材料中电磁隧穿效应的无线电能传输技术

提出利用电磁波在两种单负材料和空气组成的三明治结构中的共振遂穿效应可以有效提高非辐射无线能量传输的距离与效率.理论计算显示,通过调节美特材料电磁参数,遂穿现象能够在数百倍器件厚度的尺度上发生,有效突破了中距离的限制.为了验证数值仿真结果,制备并测试了工作在微波波段的电单负(金属线结构)-空气-磁单负(金属蘑菇状结构)电磁遂穿结构.实验结果表明,基于美特材料三明治结构中共振遂穿效应的无线传能技术,能量传输的距离及效率和之前提出的方案相比均有明显提升.以上这些特性有助于推动非辐射无线能量传输技术在日常环境中的实际应用,同时有利于将美特材料应用于非辐射无线能量传输的理论研究.     

基于回旋管的星载太赫兹成像雷达设计与仿真

太赫兹技术应用和关键器件研制是当今学术界的重要研究课题。太赫兹雷达具有很高的系统带宽和成像精度,可广泛应用于雷达探测和成像领域。回旋管能在较高的频段上实现大功率发射,是目前广泛采用的一种太赫兹频率源。根据国内外大功率回旋管的研究现状,提出了一种基于回旋管的星载太赫兹成像雷达系统方案,对雷达的关键技术指标,如作用距离、发射功率和天线增益等进行了详细论证,并进行了ISAR成像仿真试验,仿真结果验证了成像系统的高分辨率特性,为太赫兹频段高分辨率成像雷达系统设计提供理论依据和技术支持。     

直流配电系统直流电压控制时间尺度的低频振荡机理分析

柔性直流配电系统呈现低惯性弱阻尼特性,易产生低频振荡现象,目前振荡机理尚不明确。针对直流电压控制时间尺度的低频振荡振荡频率机理展开研究,提出了柔性直流配电系统在直流电压控制时间尺度(约100 ms)下的物理等效电路模型,推导了振荡频率的解析形式,通过对低频振荡影响因素的灵敏度分析,提出等效模型的降阶形式,获取了振荡频率与关键参数间的解析关系。基于PSCAD搭建了柔性直流配电系统仿真模型,仿真结果验证了理论分析的正确性与有效性。     

一维微等离子体光子晶体的太赫兹带隙特征调控

调控太赫兹波传播是太赫兹技术应用的基础。从麦克斯韦方程组和电子动量守恒方程出发,推导了等离子体的相对介电系数和电导率。在此基础上,从理论和仿真两个层面,论证了一维微等离子体光子晶体(MPPC)用于太赫兹带隙特征调控的可行性,结果表明:在无缺陷的一维MPPC中,当电子数密度低于10~(15) cm~(-3)时,电子数密度的改变对第一太赫兹禁带影响较微弱;当电子数密度从10~(15) cm~(-3)继续升高到10~(16) cm~(-3)时,第一禁带的中心频率向高频偏移110 GHz,第一禁带的宽度增加约200 GHz。气压从50.5 kPa增大到202 kPa,第一禁带的中心频率从0.871THz下降到0.79THz。在含单个缺陷的一维MPPC中,当电子数密度从10~(14) cm~(-3)增加至10~(15) cm~(-3)时,窄通带的中心频率偏移约24 GHz。由此可见,在光子晶体中引入微等离子体后,其能够对太赫兹波传播进行调制。     

简单电力系统的次同步振荡辨识

传统汽轮发电机发生次同步振荡的本质为轴系的固有振荡频率和扰动电压或电流引起的电磁转矩频率接近同步或一致而引发的机械共振。在IEEE第一基准模型的基础上,利用时域仿真对次同步振荡现象进行了辨识。最后,计算了汽轮发电机的电气阻尼系数,进一步验证了仿真辨识的可信度。     

基于能量角度的共振机理电力系统低频振荡分析

电力系统共振机理低频振荡,即由于扰动的频率与系统自然振荡频率共振而发生的系统大幅度功率振荡,已被证明可较好地解释实际系统中发生的一些非负阻尼机理功率振荡。作者从能量角度分析了电力系统在发生共振机理低频振荡过程中内、外能量的变化关系和特征。采用仿真软件Matlab对河北南网安保线的功率振荡进行了仿真和能量分析,其结果可更清晰地展示振荡的物理过程,有助于更好地理解和认识电力系统共振机理低频振荡。     

双通道结构SAW压力传感器测量电路设计

针对声表面波(SAW)传感器输出的模拟信号难以准确变换和处理的问题,提出了延迟线型SAW压力传感器等效电路模型,设计了一种双通道结构模数混合测量电路,包括改进的SAW振荡器、混频器、低通滤波器、整形器、单片机等。通过ADS和Multisim仿真验证了测量电路的功能,其中改进的SAW振荡器中心频率为40MHz,采用双通道结构混频后,经过低通滤波器输出频率为1kHz的正弦波,再经过整形器将正弦波转换成频率为1kHz的方波。相对于单通道高频振荡信号,该测量电路不仅输出频率更准确,而且将高频模拟信号转换为低频数字信号更易于采用单片机处理。     

太赫兹混频器扫频测试技术

针对目前太赫兹混频器测试方法功能单一、测试效率低等缺点,文章在基于矢网的微波混频器扫频测试方法的基础上,提出了适用于太赫兹混频器的扫频测试方法。该方法将矢网的测试频率由微波波段提高到110GHz以上的太赫兹波段,实现了太赫兹混频器的快速测试。为了证明新方法的可靠性,分别用 “信号源+频谱仪”测试方法和本文提出的测试方法对150GHz-170GHz四次谐波混频器进行实验验证。本文提出的扫频测试方法,不仅实现了太赫兹混频器的变频损耗、回波损耗等参数的快速测试,而且与“信号源+频谱仪”测试方法所测得得变频损耗结果互相吻合,对矢量网络分析仪在太赫兹频段的测试应用具有重要意义。     

太赫兹波在二维椭圆金属光子晶体的传输特性

研究了一种由金属椭圆柱构成的二维正三角晶格的光子晶体结构,并应用有限积分法对太赫兹波段TE模的传输特性进行了仿真分析。通过改变晶格常数和椭圆的长、短半轴,分析了太赫兹波段TE模在金属光子晶体中的传输特性。结果表明,椭圆柱比圆柱更容易得到大的禁带带隙,通过分组优化组合,得到了对TE模禁带带隙最宽且最佳的光子晶体结构。这为太赫兹波段的光子晶体带阻滤波器的开发与制作提供了参考依据。     

太赫兹波技术在药学上的应用研究

太赫兹(THz)辐射是一种新型的远红外相干辐射源,太赫兹时域光谱技术是利用太赫兹脉冲研究物质物理化学性质的一种新兴光谱技术,具有很多独特的性质。由于很多极性生物大分子的振动和旋转能级都处于在太赫兹波段内,因此利用太赫兹时域光谱技术和太赫兹成像技术研究药品的结构,分析药品的成分,对控制药品的质量稳定性具有重要的意义。综述了近些年来太赫兹技术在药品领域上的应用成果,探讨了存在的问题,并对发展前景进行了展望。     

考虑寄生参数影响的碳化硅MOSFET开关暂态分析模型

为了评估回路及封装寄生参数对碳化硅MOSFET开关特性的影响,首先建立包括所有寄生参数的开关暂态等效电路模型,详细分析器件开通和关断整个开关暂态过程。然后,在考虑实际器件的负压偏置及器件寄生电容的非线性变化的基础上,推导碳化硅MOSFET所承受电气应力(电压过冲、电流过冲)的简化解析式。其次,基于开通和关断过程的小信号等效电路讨论振荡频率与寄生参数之间的关系。最后,通过对比实验和计算结果,验证了该分析模型的合理性,且能够反映出寄生参数碳化硅MOSFET开关特性的影响规律。     

动态电压恢复器功率电路设计

分析了动态电压恢复器的一种拓扑结构,通过基于稳态分析的等效电路对功率电路容量、变压器变比、输出滤波器进行理论分析,同时提出开关频率、开关器件及直流母线电容的选取方法,最后给出实例计算和MATLAB仿真结果.     

UHF波段电调谐腔体振荡器的设计

本文根据对称带状线及振荡理论,论述UHF波段振荡器的设计问题。并介绍已完成的600MHz～700MHz压控振荡器的设计与计算。本文的重点是论述对称带状线谐振回路的特点及设计计算方法,对于设计中的其他问题只作简要说明。     

利用锁相环CC4046中的压控振荡器构成A/D转换装置

一、前言目前,实现 A/D 转换的器件种类很多,但是高精度、高分辨率的器件价格特别昂贵,而普通的 A/D 转换器(如0809)在精度和分辨率指标上又往往不满足要求。为此,采用了锁相环 CC4046中的压控振荡器(VCO)部分构成电压-频率(V-F)转换器。试验研究表明:由于 CC4046的最高振荡频率可以达到1MHz 以     

基于ADS的一种射频振荡器的设计

本文介绍了利用ADS仿真软件设计一个振荡频率为2.4GHz的压控振荡器的方法及步骤。具体包含晶体管和变容二极管的选取,振荡器偏置电路及晶体管振荡器的设计,并且针对振荡器的相关指标进行仿真。通过ADS的优化,确定电路参数,实现了工作频率为2.4GHz的振荡器。     

SiC电机驱动系统传导电磁干扰建模及预测

在基于碳化硅(SiC)功率器件的电机驱动系统中,由于SiC器件较高的dv/dt、di/dt,产生了不可忽略的振荡,传统的传导电磁干扰(EMI)电路模型不再适用。该文提出一种SiC电机驱动系统的传导EMI等效电路建模及预测方法。首先,建立考虑寄生参数的SiC电机驱动系统的线性时不变等效电路,通过分析,证明准确估计传导干扰水平必须同时计算作为干扰源的功率管电流、电压所产生的干扰;然后,建立差模、共模干扰等效电路模型,进行各部件等效电路模型的建模并根据实验所用电机驱动系统进行参数计算;最后,根据等效电路,对电源端口处的干扰频谱进行预测,并与EMI接收机的实测结果进行对比,验证了所建模型的准确性,并且验证了该方法在高频段提高差模干扰计算结果的准确性。     

汽轮机中不同扰动源对共振机理低频振荡的影响

汽轮机输出的功率扰动可能引发共振机理的低频振荡,威胁电力系统的安全稳定运行.文中比较了扰动位于汽轮机本身机械部分和位于调速器部分对共振机理低频振荡的影响.首先介绍了共振机理的基本原理,在此基础上推导证明了汽轮机对其调速器内扰动信号具有较强地抑制作用.然后在单机无穷大系统中分别对扰动位于汽轮机本身机械部分和位于调速器部分时对低频振荡的影响进行仿真,仿真结果表明相同幅值和频率的扰动信号分别位于上述2种位置时,后者比前者产生更大的低频振荡幅值,验证了理论分析的有效性,为实际应用中共振机理低频振荡的抑制措施提供了参考.