周期格栅式表面波屏障的设计与性能研究

该文基于周期结构带隙设计思想,针对在中远场情况下具有较强破坏性的Rayleigh表面波,尤其是20 Hz以下的低频波,设计了新型周期格栅式表面波屏障,并对其频散曲线和频率响应进行了数值模拟。探讨了波屏障结构参数对带隙的影响。研究结果表明:周期格栅式表面波屏障具有良好的隔震性能。     

基于ITO的近红外波段远场辐射的动态调控

由近零介电常数材料构成的纳米天线,其折射率具有强度依赖性,可以用来调控远场辐射模式。因此,提出了基于氧化铟锡(ITO)的混合光学天线,以光学方式调控远场辐射角的偏转。并且,基于ITO和线性介电材料(n_L)的混合结构天线可实现在近红外波段(1 000 nm～1 600 nm)偏转角的调控。随着入射光强度的增加,远场辐射角度最大可达到21.6°。基于混合结构,通过改变光学强度和波段进而影响辐射模式,最终调控偏转角度,这为进一步研究和应用于光束转向和光学调制奠定了基础。     

宽频段雷达表面波衰减特征规律研究

目标物体上表面波的衰减吸收对目标的隐身起到很大的作用.研究了雷达吸波涂层对宽频段雷达表面波衰减吸收的规律以及频率选择表面与吸波涂层相结合的复合吸波涂层对宽频段表面波衰减吸收的规律.实验结果表明,低厚度的雷达吸波涂层就可以实现高频表面波的强衰减吸收,而频率选择表面与低厚度雷达吸波涂层相结合的复合涂层与雷达吸波涂层共同交替使用可以实现宽频段表面波的强衰减吸收,有望实现目标物体在宽频段范围内的高性能均衡雷达隐身.     

一种金属亚波长缝槽结构的高方向性辐射研究

本文设计了一种基于银-铝-银复合膜层结构的金属亚波长缝-槽结构。该结构由亚波长狭缝和周期性沟槽组成，在632.8 nm波长下，可实现远场的高方向性辐射。文中用有限元法分析了狭缝宽度、沟槽深度和沟槽周期对出射光高方向辐射特性的影响，并据此优化得到了器件的结构参数。使用搭建的光学远场测试平台对该缝-槽结构进行测试发现，结构的远场发散角约为4.1°，测量结果与仿真结果基本吻合，进一步证实结构的远场高方向性辐射特性。     

波数空间中活塞辐射体近场声压分布的计算及测试

在近场范围内,声源在任何平面上的声场都可以通过平面传播波和倏逝波的叠加来得到。以圆形活塞为例,在波数空间中利用角谱法求得其辐射声场的传播波和倏逝波的分布。借助数值分析方法,对圆形活塞声源声轴线上的声压进行计算,得到相应的近场声压分布曲线。由角谱法计算得到的近远场分界点与点源组合法所得结果一致。对不同声源半径时,不同辐射频率下的声压分布曲线进行比较,得出了近场声压的变化规律。阶梯圆盘在辐射理论上应等于对应圆形活塞的辐射。对设计的阶梯圆盘的轴向声压进行了测试,实验测试结果与理论计算结果基本吻合。     

SH波在界面孔上散射的远场解

采用Green函数和复变函数方法研究了界面上任意形柱状孔洞对SH波散射的远场解。取含有任意形凹陷的弹性半空间,在其水平表面上任意一点承受时间谐和的反平面线源荷载作用时的位移解作为Green函数,按"契合"的方式构造出两种不同介质交界面上任意形孔洞对SH波的散射模型,利用Green函数建立求解问题的第一类Fredholm积分方程组,求解散射波的远场位移模式和散射截面。通过算例,分析了不同材料组合情况下界面椭圆孔和方孔对SH波散射的远场特性。     

多极声源在裸眼井外的纵横波辐射特性

声波远探测方法已逐渐成为石油测井的一门重要应用技术,声源向井外地层中的辐射特性是远探测声场的主控因数。推导了单极、偶极和四极子声源的远场位移渐近解与辐射指向性公式,模拟分析了低频和常规测井频率下多极子声源在井外地层中的辐射图样,优选出不同声源辐射到地层中的优势波类型,并对比了不同频率下优势波指向性的变化规律。结果表明:单极辐射P波和偶极辐射SH横波在各自的辐射声场中占据了主导地位,它们对应的最佳激发频段分别在10 k Hz和4 k Hz左右,而在四极子声源的辐射声场中,P波和SH横波的指向性相近,均优于SV横波,且两者在7 k Hz左右达到最佳,为多极子声波远探测技术的应用提供了理论支持。     

传播波与倏逝波对全息重建影响的研究

通过分析近场声全息中传播波和倏逝波的声场分布与声源大小、辐射频率及测量距离的关系,得出了传播波和倏逝波在空间声场中的变化规律、影响因素以及两者之间的对应关系,确定了可利用的倏逝波传播距离。在此基础上,提出了一种改进的远场声全息方法：首先利用传统远场声全息方法重建声源,然后通过传播波与倏逝波的关系,得出声源面上相应的倏逝波成分,两者叠加获取接近于近场声全息的重建结果。最后,通过仿真和实验验证了这一结果。     

均匀活塞阵辐射声场研究

主要研究了均匀活塞阵的近-远场的辐射声场。首先利用点源声波干涉原理建立均匀点源活塞阵的辐射声场理论,进而推导均匀活塞阵的近-远场的辐射声场函数表达式,并采用Matlab软件仿真了近-远场的辐射声场,分析了近-远场的声场变化规律、声轴方向声压的变化规律和旁瓣级的变化规律。通过与实测的80 kHz均匀活塞阵换能器近-远场的辐射声场对比,表明了实测结果与仿真结果基本一致,验证了理论与测量方法的可行性,能够为实际测量工作提供指导。     

复杂结构体的声辐射模态远场计算方法

声辐射模态在主动结构声控制领域取得了满意的噪声控制效果,但缺乏有效简便的远场测量或计算方法已成为其进一步发展的瓶颈。基于远场封闭包络与结构表面辐射声功率相等,借助声传递矩阵的概念,将声辐射模态的求解转换到流体域进行求解,获得了一种通用的任意结构远场声辐射模态求解方法。为了验证方法的可行性,利用不同的场点包络形状、不同距离的场点以及不同的场点数目对其性能进行分析,主要包括结构辐射声功率、声辐射模态幅值、声辐射模态效率。利用获得的声辐射模态计算脉动球的辐射声功率,并与其理论解进行比较,计算结果显示不同的场点状态对辐射声功率的影响较小,所获取的声辐射模态和辐射效率具有较高的可信度。同时,本方法可为远场测量声辐射模态提供理论参考。     

空沟对弹性波散射的时域分析：平面SV波入射

基于土-结构相互作用理论，利用比例边界有限元法，将含有空沟地形条件的场地分解为近场系统和无穷远场系统。利用四叉树对近场计算区域进行网格精细化离散，并利用位移单位-脉冲响应矩阵来表示近场和远场交界面上的相互作用力，从而将斜入射的平面SV波转化为作用在近场系统边界上的等效节点力来模拟入射波对近场系统的激励作用，建立了时域-空间域弹性波传播问题的数值模型，通过数值算例验证了方法的有效性，分析了入射角和空沟深度等参数对隔振效果的影响。结果表明：隔振效果随着入射角的增大而增大；当入射角较大时，通过进一步增大空沟深度，可使得空沟发挥出更优的隔振效果。     

周期十字空沟地震表面波屏障

地震表面波振幅大,频率低,传播距离远,对结构的危害大。该文设计了基于均匀半无限土壤基体的正方点阵周期十字空沟Rayleigh表面波屏障。利用有限元方法对屏障的能带结构、频域响应进行了数值模拟,探讨了波屏障结构参数对表面波完全带隙的影响,并对Oroville地震表面波进行了地震动时程分析。结果表明:周期十字空沟表面波屏障在低频区能够形成有效衰减域,对Oroville地震表面波有非常好的隔震效果。     

圆柱形压缩机壳体声辐射特性参数研究

利用波数域法建立了在集中载荷作用下，压缩机壳体的波数域径向振动速度计算公式，进而用边界积分方程推导了压缩机壳体的远场辐射声压理论表达式。建立的壳体声辐射预估理论公式研究了制冷工质类型、壳体厚度、结构阻尼、力的作用方向、机芯等效刚性圆柱半径、壳体中心面半径等参数的变化对压缩机壳体声辐射的影响规律。研究结果对圆柱形压缩机壳体的低噪声优化设计有一定的指导意义。     

一种2.4GHz印刷单极天线的电磁辐射特性研究

建立了2.4 GHz单极天线的电磁辐射特性仿真模型,分析了天线的远场辐射方向图、辐射效率、实际增益等性能参数特性,研究了天线长度和高度与电磁辐射的关系.根据仿真的远场辐射特性与近场的对应关系设计了印刷单极天线,实测了其近场辐射特性.仿真和实验结果表明:所设计的天线具有最优的电磁辐射特性,为实际2.4 GHz天线设计提供了理论依据和实验指导.     

一种计算声表面波在周期栅阵中传播特性的方法

Hashimoto有限元程序是日本Chiba大学研究人员从1973年开始、历时几十年用Fortran语言编写、计算声表面波在周期栅阵中传波特性的一个软件包。该程序能计算Rayleigh波、漏表面波、SH型表面波、表面横波等多种声表面波的传输特性,同时它能适用于一个周期内单根指条、两根指条和多根指条及声表面波在栅阵中斜入射的情况。该程序已在声表面波（SAW）研究人员中得到了广泛的应用。     

400MHZ带宽声表面波RAC器件

一、引言 声表面波线性调频脉冲压缩滤波器以其卓越的性能在雷达与微波辐射测量系统中得到了广泛应用,随着此类系统对观测目标成像分辨率、清晰度和稳定性要求的提高,宽频带高性能的声表面波线性调频脉冲压缩滤波器的研究工作就显得更为重要.本文介绍我们最新研制可用于雷达、微波辐射测量设备的宽频带声表面波沟槽反射栅脉冲压缩滤波器(简称声表面波RAC器件),其线性调频带宽可作到400MHz.     

激励功率对表面波等离子体天线应用影响

用于产生等离子体的表面波激励功率会影响到等离子体天线的实际应用。针对这一问题,本文在搭建表面波等离子体天线实验系统的基础上,通过实验分别研究了表面波激励功率对等离子体天线噪声电平的影响以及激励功率自身的辐射特性。结果表明,等离子体天线的噪声电平会随着激励功率的增大而提高。此外,表面波等离子体天线工作时激励功率会存在较大的辐射,因而会对附近区域内的电子设备构成一定的干扰,并且激励功率越大,天线附近的辐射场越强,形成的干扰也越大。所得的结论对于表面波等离子体天线的应用具有参考价值。     

车轮电磁超声探伤技术的研究

我国铁路相关部门对车轮的检测主要采取定期检修的方式，即在规定的时间里集中大量的人力，对车轮有计划地进行检修，这样就需要很大的人力和物力。为了改善这种情况，我们研制了车轮动态自动探伤系统，本文主要介绍电磁超声表面波的激发和接收机制，利用电磁超声表面波对车轮探伤的原理，并分析了一些重要的探伤参数和缺陷波的处理方法。     

低频磁损耗型吸波材料研究进展

随着5G时代的到来,电子产品的飞速发展,数字信号广播、卫星通信与导航、蓝牙信号等1～8 GHz范围内电磁波的辐射危害急剧增加,长期暴露在电磁波辐射下会对我们的身体造成伤害。磁损耗型吸波材料如铁氧体、羰基铁等成本低、可调控,是实现低频吸波材料达到“薄、轻、宽、强”综合要求的理想材料。综述了近5年内低频磁损耗型吸波材料的研究进展,并展望了低频磁损耗型吸波材料的发展方向。     

用Hartmann－Shack传感器测量激光束的波前相位

Ｈａｒｔｍａｎｎ－Ｓｈａｃｋ传感器已经用于自适应光学系统。它可以同时探测出一束光的振幅和相位信息。通过一个位置传感器，比如ＣＣＤ，它就可以成为一种对光学系统和光束的静态和动态质量诊断的有力工具。从Ｈ－Ｓ波前传感器的输出（波前斜率和近场强度分布），就可以推算出远场特点，如ＰＳＦ和ＯＴＦ。本文将介绍波前重构的理论分析和远场特征评估。同时也给出了光束质量的静态和动态的测量结果。