抑制同步开关噪声的新型超宽带电磁带隙结构

提出一种新型超宽带电磁带隙结构,以抑制印刷电路板(PCB)上的同步开关噪声.基于电磁带隙结构的理论分析和设计,对新型电磁带隙结构的阻带特性及信号完整性进行了仿真分析.仿真结果表明,与相同参数的Z型桥电磁带隙结构比较,新型电磁带隙结构的阻带带宽提高,下截止频率降低;同时使用差分线对传输信号时,新型电磁带隙结构电源平面保持了较好的信号完整性.     

一种具有新颖电磁带隙结构的印刷电路板电源平面

针对印刷电路板电源平面或地平面同步开关噪声的抑制问题,提出了一种新颖的二维电磁带隙结构.这一新颖设计基于用折线增加贴片的有效电感,单位晶格由折线、缝隙和正方形金属贴片桥接构建.结果表明,与相同参数的L形桥接电磁带隙结构比较,抑制深度为-30 dB时,新型二维电磁带隙结构的阻带宽度覆盖0.40 GHz到5.1 GHz的频率范围,相对带宽提高了约16.2%,阻带下限截止频率下降了200MHz,且具有全向抑制同步开关噪声以及采用标准印刷电路板工艺制作的优势.     

A novel two-layer compact electromagnetic bandgap (EBG) structure and its applications in microwave circuits

Recently, photonic bandgap (PBG) structures have become one of the most interesting areas of research. These structures consist of one-, two- or three-dimensional finite periodically perforated dielectric/metallic material or ground planes that forbid the propagation of all electromagnetic waves within a particular frequency band (called the bandgap). This property permits additional control over the behaviour of electromagnetic waves. The research work was originally done in optical region, …     

实时波前处理机中的同步开关噪声抑制

为解决自适应光学实时波前处理机中同步开关噪声问题,本文针对波前处理机电路特点,结合三维全波及电路仿真,对板上电源同步开关噪声来源进行了分析,并研究了去耦电容、分割电源平面及蘑菇型电磁带隙结构对噪声的综合抑制作用．研究结果表明,通过良好的器件布局、合理地进行电源平面分割及在关键器件周围加入去耦电容可降低平面间噪声,蘑菇型电磁带隙结构带宽高截止频率低的特性,具有良好的同步开关噪声抑制作用．针对实时波前处理机进行了仿真,采用系统级和板级噪声抑制措施后,在0～4GHz频带内噪声隔离度达到-52dB,满足处理机的电源完整性要求．     

人工合成负折射率微波媒质的一种新方法

提出了以外加磁场作用时磁导率为负的亚铁磁材料-YIG为基体,在其中嵌入等效介电常数为负的金属导体线阵列宏结构,人工合成出负折射率微波媒质的新方法。利用有效媒质理论数值计算了复合媒质的等效介电常数与等效磁导率的频率响应特性。计算结果表明存在C波段电磁波频率的重叠区域,使复合媒质的等效介电常数与等效磁导率同时为负;验证了新型负折射率微波媒质合成方法的可行性。     

Novel power plane with an electromagnetic bandgap structure for suppression of simultaneous switching noise

For ultra-wideband suppression of simultaneous switching noise between the power plane and the ground plane within the printed circuit board, a novel power plane with planar electromagnetic bandgap structures is proposed. When the suppression depth of the bandgap is -30dB, the width of the stop-band is 11.14GHz and the lower cut-off frequency is 0.28GHz. The simulated and measured results of the novel power plane with planar electromagnetic bandgap structures are in good ageement. The new EBG's stop-band is dramatically increased about 48.7％, with the lower cut-off frequency decreased to 0.46GHz compared with the L-bridged EBG structure with the same parameters. The signal integrity of the new EBG power plane can be improved by using differential transmission lines. This work is helpful for the EMC improvement of high speed digital circuits.     

曲面EBG结构表面波带隙特性研究

对3种典型EBG结构在曲面上表面波带隙特性进行了研究。利用悬置微带线法,分析了曲面EBG结构带隙特性与其结构参数及曲率的关系。结果表明,曲率对表面波带隙的影响不是太明显,只是带隙中心频率有稍微的下降,介电常数与介质厚度对带隙影响规律与平面上一致。这一结论对在圆柱共形天线上应用高阻表面结构有一定的指导意义。     

Research on Mechanism of Airshooting

The composition and ultimate principle of airshooting experimental system were expounded, and the mechanism of airshooting was emphatically discussed on the basis of experiments. The results indicate that the fracture of medium under airshooting resultes from both shock action of air-spray and quasi-static dilatation of highpressure air. The action of air-spray leads to the initial fracture of the wail of borehole and arouses stress wave to propagate in the medium. The quasi-static dilatation of high-pressure air results in the propagation of initial fractures and produces shear fracture in the medium along the free boundary. Along the direction of minimum burden,the superposition of quasi-static and dynamic stress fields can prompt the propagation of cracks. The superposition of the reflected wave, which comes from multiple free surfaces, will result in the fracture of medium also if multiple free boundaries exist.     

Impact of EBG Structures' Positions on the Performance of an EBG Antenna

Six circularly polarized patch antennas with electromagnetic band gap (EBG) arranged at different locations were studied. These EBG antennas were compared in terms of impedance bandwidth, axial ratio (AR) bandwidth and radiation patterns. When the EBG cells were placed closer to the edge of the substrate, the EBG antenna had a larger front radiation and a narrower bandwidth. Integrating the EBG cells closer to the center of the patch resulted in a wider impedance bandwidth, a wider axial ratio bandwidth and a decreased front gain.     

大气波导条件下雷达电磁盲区的预报研究

针对大气波导环境改变了电磁波的正常传播路径、影响雷达正常探测、造成雷达的电磁盲区的问题,利用中尺度数值预报模式,结合大气波导形成机制和电磁波传播理论,建立了两个数值耦合预报模式来解决雷达电磁盲区的预报问题,其中耦合模式A用来预报由蒸发波导造成的顶空盲区,耦合模式B用来预报由表面波导造成的跳跃盲区．通过对比分析可知,耦合模式用来预报雷达电磁盲区是行之有效的,预报结果和实测结果较好得吻合．     

磁流变阻尼器拟静力力学特性及力学模型

为研究磁流变阻尼器（MRD）在拟静态作用下的力学性能，制作了一个四线圈剪切阀式MRD，在不同电流和不同位移幅值下采用三角位移加载制度对MRD进行了拟静态试验，研究了MRD的力学性能随电流和位移幅值的变化规律，分析了阻尼力波动现象产生的原因；根据试验结果提出了一种拟静态作用下修正的力学模型，对模型参数进行了识别，对力学模型进行了验证。结果表明：所用阻尼器在拟静态试验过程中阻尼力波动现象显著，无电流时阻尼力随着位移幅值增加而略微减小，有电流时阻尼力随着位移幅值增加而稍微增大；阻尼力随电流的增大明显增大，当电流超过1.5 A时，MRD达到磁饱和状态，阻尼力增幅明显降低；提出的力学模型能够较好地描述拟静力下阻尼力随电流和位移的改变而产生的变化特性。     

一种抑制同步开关噪声的微波光子晶体结构

为了确保抑制高速电路中同步开关噪声(SSN)的微波光子晶体(EBG)结构在兼顾带隙特性的同时,还具有良好的信号完整性,采用枝条绕转单元贴片的方法设计出一种新型EBG结构。利用HFSS软件对新型EBG结构抑制SSN的特性进行建模仿真,并制备刻蚀有新型EBG结构的4层印制电路板,用安捷伦矢量网络分析仪对其禁带特性进行测试,实验结果与仿真结果吻合良好。通过眼图对新型EBG结构进行的仿真分析显示,新结构的信号完整性良好。     

毫米波段随机雨介质等效复折射指数的神经网络模型

利用改进的BP算法,结合电波传播理论,建立了随机介质的等效复折射指数的神经网络模型,利用仿真得到的复折射指数计算了降雨衰减率, 其结果与测试值基本吻合。利用神经网络方法来预报离散随机媒质的介电特性是一种有效、简便、可行的方法,它可以避免复杂的计算和测量。     

等离子体覆盖导体球的电磁散射分析

建立在均匀各向异性媒质球波函数上的简化波函数理论,是求解等离子体覆盖导体球的电磁散射的基础。该文通过将电磁场角谱积分表达式中的矢量平面波用并矢平面波展开,同时把k空间的θκ、φκ进行合理地离散化,可以将等离子体中的电磁场用简化波函数的有穷级数展开。应用等离子体与自由空间分界面上电磁场切向连续和在导体球面上切向电场等于零的边界条件以及球谐矢量的正交性,可得出等离子体介质中电磁场的展开系数和散射场的散射系数。     

非正弦激励下铁心损耗计算模型改进

针对Bertotti损耗分离模型计算非正弦激励下铁心损耗不准确的问题,提出了将异常损耗表达为励磁频率与励磁强度函数的Barbisio算法.利用磁特性测量系统得到中频方波、正弦以及PWM电压激励下软磁铁氧体和纳米晶环形铁心损耗的数据,将异常损耗系数构造成频率和磁通密度的非线性函数.该模型计算了一台中频变压器在方波激励下的铁心损耗.仿真和实验结果表明,改进的损耗模型是有效的,与传统Barbisio算法比较,提出的方法更能准确地预估中频变压器铁心损耗.     

左-右手系材料界面上的表面波

利用严格的电磁理论证明2种偏振入射都能在各向同性的负折射材料与正折射材料界面上激发表面波,并推导出了相应表面波的传播波矢和激发条件．针对电磁波在非线性左手系材料中的传播性质,研究左、右手系材料界面上非线性TE表面波的传播行为,分析表明：2种界面上的非线性TE表面波均存在频率通带和禁带．     

磁各向异性介质中的平面电磁波

本文讨论了磁各向异性的理想介质中的平面电磁波的一般特性 ,继而推证了这种介质中平面波的对偶关系 ,导出了磁晶体中的“菲涅耳方程” ,并利用此方程分析了这种理想介质中的平面波的结构、传播及其偏振特性     

各向异性特异材料界面的反常折射与反射性质

根据电磁场边界条件和色散关系,理论研究了电磁波从各向同性右手材料向各向异性特异材料入射时的反常折射与反射性质,结果表明,从各向同性右手材料向never cutoff型特异材料入射时,透射波的波矢和坡印廷矢量的反射角具有相反的符号,折射角的幅度随着入射角的增大而增大并趋于一定值;研究了磁导率张量参数对折射角的影响,对于anti-cutoff型特异材料界面,当入射角小于临界角θc时可以发生反常的全反射,而对于always cutoff型特异材料界面总会发生全向全反射。这些电磁性质将在部分聚焦与全向反射镜方面具有潜在的应用价值。     

Spatially dispersive model of wire medium for scattering

The electromagnetic properties of wire medium are studied by analyzing its transmission coefficient, and a homogeneous uniaxial effective permittivity tensor with one spatially dispersive component is obtained. In order to evaluate the validity of the equivalent model for scattering problems, the bistatic and monostatic radar cross sections (RCS) of a block of wire medium are investigated with the finite-difference time-domain (FDTD) method. The difference of RCS from the physical wire medium and the corresponding equivalent model has been compared and analyzed under various parameters of wire medium, which clearly demonstrates the accuracy of the equivalent model of wire medium.     

左、右手材料结构吸波性能的计算机仿真

为了考察在吸波体结构设计中引入左手材料所产生的效果,提出了空气/左手介质/右手介质/金属结构吸波体模型,用传输线模型对该结构的吸波特性进行了理论分析,并用遗传算法对结构进行了优化与计算机仿真.研究结果表明,在微波垂直入射条件下,当材料整体电磁参量最优匹配时,在0.4～10 GHz频带内该结构能实现平均-12 dB的反射率.表明左手介质的引入有利于实现材料整体电磁参量的较好匹配,提高吸收峰值,拓宽吸波体的带宽.这为宽频带/多频带吸收材料的研制提供了一条可供选择的途径.