利用Matlab PDETOOL提升微波技术基础教学质量——以波导模式分析为例

为提高微波技术基础的课程教学质量,帮助学生更好的掌握波导模式的理论求解方法,提出利用Matlab PDE工具箱,深入剖析波导本征模方程的理论推导和求解过程,进一步将抽象的波导模场空间分布以图形的方式形象化和具体化,加强对波导模式这一抽象概念的理解。利用对称性,进一步促进学生对简并模式以及对称美的理解。利用该工具,展示无解析解的波导模式的求解过程,提高了学生仿真实践能力和设计新型波导的能力,激发了学生上课的兴趣和热情。     

可调谐KTP掺杂THz光子晶体滤波特性分析

基于KTP晶体的电光效应,本文设计了一种基于光子晶体的可调谐THz滤波器。该结构通过在光子晶体线波导中添加点缺陷构成微腔,并在点缺陷中填充KTP晶体,通过外加电压控制KTP晶体折射率,从而实现谐振频率的可调。利用PWE和FDTD对该结构进行数值分析,结果表明该结构在4THz附近可以获得带宽为0.005THz的可调透射谱。     

一种基片集成波导滤波器的快速设计方法

本文使用主动空间映射算法对基片集成波导滤波器的快速设计进行研究。在对滤波器结构进行分析的基础上,使用HFSS和ADS软件分别建立了其电磁场全波分析模型和等效电路模型,并将之用于空间映射方法所需的精确仿真和粗糙仿真。通过利用等效电路模型,对反映模型参数映射关系的参数进行了提取。整个设计过程仅用了少数几次精确仿真和粗糙仿真,就可以较好地到达设计指标。同常规设计方法相比,该方法可以对具有大规模变量的高阶滤波器进行设计,并且可以显著减少设计时间。作为应用实例,分别对X波段五阶和十阶带通滤波器进行了快速设计,并通过实验对五阶带通滤波器进行了验证,有力地证明了本文所提出方法的正确性和有效性。     

基片集成波导双模带通滤波器级联技术简介

基片集成波导(Substrate Integrated Waveguide,SIW)是基于普通介质基板制作的一种新型波导结构,其优点在于插入损耗小,辐射低,功率容量高,Q值高,并且体积小,重量轻、易于加工集成。兼具微带滤波器和波导滤波器两者的优点。本文对之前学者研究的相关级联技术做了一个综述,对基片集成波导级联技术国内外的研究现状做了总结,并介绍了每种级联方式的结构特点,对每种级联方式做了简单的分析。     

基于电光晶体缺陷层的一维光子晶体调谐滤波器

提出了一种新型的可调谐偏振光滤波器,通过在对称结构的一维光子晶体中引入电光晶体缺陷层,利用电光晶体的横向泡克尔斯效应实现对线偏振光的窄带调谐滤波,用传输矩阵法分析了这种滤波器的调谐特性,结果表明这种可调谐偏振滤波器具有结构简单、调谐方便、透射率高且透射峰半高宽度窄等突出优点.     

基于双调谐隔震液体阻尼器的高层结构减震设计理论研究

为提升调谐液体阻尼器(TLD)的有效性和鲁棒性,提出一种基于双模态控制的双调谐隔震液体阻尼器(ITLD)设计方法。针对两自由度结构,以双模态为控制目标,建立了附加ITLD的结构简化力学模型,并基于该力学模型进行结构模态分析,提出了具有双模态控制优势的ITLD空间位置确定方法。并对该模型进行了参数分析和频率响应分析,分析表明ITLD在控制效果和鲁棒性方面具有显著优势。基于以上参数分析结果,结合主结构的模态特征,进一步提出了基于双模态控制的ITLD参数设计方法。以安装ITLD的典型高层建筑为例,对该结构进行了动力时程分析。结果表明：所提出的ITLD装置位置确定方法与多模态设计理论可以实现对高层结构的双模态控制,并有效抑制结构的位移和加速度地震响应;相比于传统的TLD,采用ITLD可以为结构提供一种强鲁棒性的减震措施。     

光波导阵列电光扫描器的扫描光束边瓣压缩研究

本文针对扫描光束旁瓣压缩的需要,研究了非均匀光波导阵列结构的优化设计。借鉴微波阵列天线优化设计思想,单元间距采取三种不同分布,利用Matlab编制遗传算法优化程序,对不同情况下的非均匀光波导阵列结构进行优化计算,并分析了旁瓣压缩效果。仿真结果表明采用非均匀光波导阵列结构可有效降低旁瓣电平。     

串联式双模盾构的设计及应用

介绍一种全新的串联式泥水-土压双平衡盾构,详细阐述该双模盾构的构造和设计,开创性地提出利用泥水输送与螺旋传输两种工况之间可快速拆卸的串联式转换结构装置,以及渣土外排与泥水环流的模块化转换工艺,实现高效的双模式任意切换、互通互用。通过严格的实际应用考验,完全具备了双模式盾构第三级阶段的优异特性和性能特征。     

基于Matlab的波导特性的二次FEM方法分析及仿真探究

文章介绍二次有限元法分析波导本征值问题的基本原理和计算过程,建立相应的仿真模型,实例仿真计算了双脊圆波导的截止波长、单模带宽,仿真出了波导的场结构。并与已有的国外权威刊物上发表的数据资料进行了对比,数据误差较小,表明该方法的有效性和仿真模型的正确性。这些结果和计算数据将为曲边波导器件的小型化提供指导,对工程设计具有一定的实用价值。     

一种浅海声矢量场干涉结构提取方法

针对浅海Pekeris环境下声矢量场的干涉特征,基于简正波理论分析了在频率-距离域上声强谱、质点振速自谱、复声强谱和波阻抗谱干涉结构的形成机理,探讨了对干涉结构的波导不变量表征,并进行了宽带辐射声场干涉结构的海上测量试验。仿真研究和海试数据分析均表明,在频率-距离域上,上述4类物理量都会呈现稳定的、可用波导不变量β表征的干涉结构,而复声强独有的纯干涉分量更能体现波导的干涉效应。最后引入多尺度线性滤波器对海试实测LOFAR图进行处理,处理结果表明该滤波器可有效地增强干涉特征,更利于检测和提取干涉图案中的条纹信息。