微波Q值测量中的馈线相移消除方法

 提出了一种实用的测量微波谐振器无载品质因素的方法,在临界点法的基础上,消除了馈线引入的相移.该相移的出现会使谐振器等效阻抗曲线在Smith圆图中发生旋转,进而影响到测量结果.通过在Smith圆图中对测量的输入阻抗曲线进行旋转,根据寻找出的一个目标函数来判断合适的旋转角度,即为馈线引入的相移.对所提出的方法进行了数值模拟,并通过了一组实测数据做了验证.     

Fe95Nd5合金微波物性研究

采用高频熔炼、快淬甩带和高能球磨的方式制备了Fe95Nd5合金,并通过控制球磨时间来调控合金粉末的微波物性。结果表明:长时间球磨可以减少合金中α-Fe的晶粒尺寸,使其自然共振频率向低频偏移,从而能够提高其低频的磁损耗μ",采用这种后处理工艺可以获得低频高损耗微波吸收材料。     

存在干扰模式时的微波谐振器Q值计算方法北大核心CSCD

谐振法测量介质介电常数时需要计算谐振器的无载Q值。当微波谐振器的工作模式受干扰模式影响时,会导致无载Q值的计算出现偏差。文章针对这种情况提出了一种存在干扰模式时计算微波谐振器无载Q值的迭代算法。该方法基于所提出的反向叠加和同相叠加两种等效电路模型,以传输系数模值平方之差在所有频点的平方之和作为目标函数,采用尺度变换最速下降法进行迭代。将圆柱形金属谐振腔的高Q值TE011模作为工作模式、简并的低Q值TM111模作为干扰模式,通过仿真和实测对该方法进行了验证。实测结果表明,当干扰模式较强时,3 dB法计算的工作模式Q值偏离真值14%,而所提出的迭代法的计算结果偏离真值不到1%。     

缺铁BaZnxCo2-xFe15.5．O27W型铁氧体微波物性研究

采用缺铁配方BaZnxCo2-xFe15.5．O27制备W型六角铁氧体材料,并深入研究了Zn含量以及铁氧体复合物浓度对材料的微波介电特性和磁特性的影响。结果表明,通过控制Zn含量和浓度可以有效调控铁氧体介电常数的大小以及共振频率的高低,为铁氧体材料的微波应用提供了研究基础。     

一种求解微波介质谐振器复介电常数的方法

根据微波谐振系统中电场的波动方程,采用复频率和有耗导体的边界条件,导出以被测介质的复介电常数为本征值的微分和变分方程。使用MATLAB软件中的PDE工具箱,只要是能以二维形式作图表现的微波介质谐振器,都可以求解出其复介电常数,且与实验数据及不同方法计算的结果相吻合,该方法适用面广、计算精确、简洁方便。     

基于微波反射率波动特性的混凝土介电常数测量方法

提出了通过自由空间一次线性扫频测量混凝土背贴金属板时的表面反射率,分析反射率随频率的周期波动间隔,快速获得介电常数的测量方法.经测量和比较不同厚度、背贴金属板或吸波材料两种状态的混凝土表面微波反射率,验证了试件表面和底面反射波的相互干涉是反射率随频率周期波动现象的主要原因.根据波动干涉原理,给出了由试件厚度、微波入射角度和反射率极值频率间隔,计算混凝土介电常数的公式.由于计算过程不需要反射率的具体数值,测量影响因素少,易于得到介电常数准确值,且操作简便、计算快速.     

电化学乙醇气体敏感元件及其敏感特性研究

在WO3粉体材料中加入一定质量比的添加剂(Pt、Pd、PtO2、PdCl2、SnO2、SiO2、Al2O3),恒温600℃烧结1h制成旁热式厚膜乙醇气体敏感元件。采用静态电压测量法,研究了元件的加热电压与元件灵敏度β的关系以及添加剂对元件的响应与恢复时间的影响。实验结果表明:乙醇的气体体积分数为10-3,WO3元件掺入质量分数为0.5%的PdCl2,在加热功率为600mW下元件的响应与恢复时间分别为9.0s和11.0s,与纯WO3元件相比元件的灵敏度提高了约8倍。     

一种高灵敏度在线式MEMS微波功率传感器

为了改善在线式MEMS微波功率传感器的灵敏度特性,设计了一种新型双悬臂梁结构的MEMS微波功率传感器。该结构将测试电极和锚区设计在中心信号线的两侧。建立了双悬臂梁集总电路等效模型,研究了双悬臂梁结构的微波功率传感器的微波特性。构建了枢纽式双悬臂梁静力学模型,研究并分析了新型悬臂梁结构的过载功率与灵敏度。结果表明,相比于测试电极和锚区位于信号线同侧的传统单悬臂梁结构,新型双悬臂梁结构的灵敏度提升了6～8倍。这在一定程度上解决了电容式微波功率传感器检测灵敏度较低的问题。     

Q值对无源压力传感器无线信号传输的影响

主要研究了无源压力传感器的无线信号传输性能。传感器结构由压力敏感电容空腔和电感天线组成,内部无需有源器件、电池等。通过压力敏感结构电感天线的金属层厚度、线宽等因素的改变来研究无线信号传输性能。经过实验测试,电感的品质因数Q对传感器的信号传输是有影响的。电感天线的金属层加厚、线宽加宽,可以减小电感的电阻,从而增大传感器电感的Q值,有利于无线信号的传输。     

微波加热效应的多物理场仿真与实验

微波对物质的加热涉及电磁、热、加热物的物理参数随温度变化等多种物理过程的综合作用。研究耦合电磁场、热传导和被加热物质物理参数方程构建多物理场方程组,数值求解获得微波加热过程的温度变化。给出多物理场算法公式和计算流程,以2.45 GHz微波加热水为例,多物理场仿真了该加热过程的微波功率分布、热量累积和温度上升,设计和加工制作了微波加热实验装置。在工作频点2.45 GHz处,测试装置的回波损耗为16.2 dB,同时测试了输入功率40 W时4个指定点处60 s内的温升,多物理场仿真结果与测试结果吻合良好,验证了多物理场仿真的正确性。     

同轴探头法测量片状介质材料的微波介电常数

提出了一种可用于测量片状介质材料微波复介电常数的同轴探头技术,该技术将同轴探头紧贴有导电衬底的片状介质,通过测量探头终端的矢量反射系数来确定介质的微波复介电常数。详细介绍了所采用的理论模型和测量系统。测量了一些常见介质材料的介电常数,测量值与理论值基本吻合。文章的同轴探头技术不仅可用于测量厚度较小的片状介质,而且可用测量样品量有限的液体。     

电解质溶液复介电常数测量中金属杂质的影响

为了克服金属杂质对电解质溶液复介电常数测量结果的影响,分别对不同位置与数量的金属杂质对氯化钠溶液复介电常数测量的影响进行了数值分析。计算结果表明：金属杂质对电解质溶液复介电常数测量值的实部影响很小,而对虚部影响较大,且金属杂质对虚部的影响随着探头表面的金属杂质数量的增加而增大。     

用自由空间法测试介质电磁参数

提出了一种测试介质材料微波复介电常数和复磁导率的新方法;建立了测试方法的物理模型;通过理论分析,获得了求解被测材料微波电磁参数的计算表达式;研制了测试装置和测试系统,讨论了用于测试系统的校准方法和提高测试准确度的时域门技术.在8～12GHz的频带范围内,对多种介质材料进行了实测,结果表明,本文提出的测试方法和研制的测试系统是正确可靠的,具有实用价值.     

抗腐蚀共面微带结构介电常数测量方法

以共面微带结构为基础提出了一种全新的双端口抗腐蚀复介电常数测量方法,该方法包含一种基于共面波导(CPW)结构的测量装置和由人工神经网络算法训练得到的反演算法。与传统测量方法相比,该方法具有测量性能灵敏,装置结构简单,双端口测量等优势,并且其在测量过程中不与待测溶液发生任何直接接触,因此具有良好的抗腐蚀特性,可以广泛应用于腐蚀性溶液介电常数的测量。该方法中的反演算法在进行训练时全部使用实测数据,有效避免了仿真数据与实测结果之间的差异所产生的误差。对20℃下多组不同浓度的甲醇水溶液和乙醇甲醇混合溶液在2.45 GHz频率下的介电常数进行了测量,并与理论值进行了对比,两者具有较好的一致性,证明了该介电常数测量方法的有效性和准确性。     

一种新的微波频率下混合电解质水溶液复等效介电常数的计算方法

目前,大部分电解质水溶液的等效介电常数计算模型是针对静止频率下其实部进行的.而对于实部与虚部同时计算方法的报道中,都是通过大量实验测量,利用德拜参数拟合而得到相应结果的,且局限于少数几种溶液,例如盐水和海水等.本文中,通过实验得到了不同电解质水溶液的复等效介电常数,基于此实验结果,提出了一个新的计算模型,引入了不同离子的复影响因子的概念,用来计算微波频率下电解质水溶液的复等效介电常数.在915MHz和2450MHz下,比较了实验结果和计算结果,它们比较好地符合,从而证明了公式的有效性.这将为微波化学中微波加热稀溶液化学反应中的电磁场和温度分布计算提供基础,同时也将对地球物理、遥感以及水污染监测等相关领域研究有帮助.     

带状线法测量微波材料的复介电常数

精确测量低损耗微波材料的复介电常数十分重要。利用带状线法测量微波介质基板常温和变温的复介电常数,得到了高精度的测试结果。结果表明了用带状线法测量低损耗微波介质基板复介电常数的有效性和准确性。还分析了带状线测试方法中产生的误差和应该注意的事项。     

大功率微波下溶液复介电常数的双探头测量

为了克服在大功率微波下测量用于计算复介电常数的反射系数相位的困难,使用一对不同特性阻抗的终端开路同轴探头,利用测量得到的反射系数的幅值,并基于电容模型实现了对盐溶液、甲醇／乙醇混合溶液复介电常数的计算,将测量计算结果与文献结果进行对比,证实了这种测量方法的有效性。     

相消型介质参数变化测试传感器

为测量化学溶液由于温度、浓度等外在因素的变化而导致介电常数的微弱变化,设计了相消型介电常数微小变化测量传感器。该传感器依据幅度相同、相位相反的2路信号相消的原理进行设计。该装置主要包括1个同相威尔金森功分器和1个180o反相功分器,2个功分器用2条槽线相连形成2条支路,分别是参考支路与测量支路,待测物与参考物分别放在2条支路上。通过测量2条支路相消的情况来反映待测物与参考物之间介电常数的差异。仿真结果表明,与常规共面波导测量方法相比,该传感器在观测材料参数变化方面,其传输参数的幅值灵敏度提高了18 dB以上。     

不同偶联剂对PTFE/CaTiO3复合材料性能的影响

以钙钛矿结构的陶瓷粉为填充材料,分别采用不同种类的硅烷偶联剂对其进行改性处理,然后与聚四氟乙烯乳液球磨混合,最后通过压延成型和热压烧结制备成微波复合介质基板。该文分别对基板进行了吸水率、密度、介电性能和扫描电镜(SEM)测试表征,测试结果表明,经Z6032硅烷偶联剂处理的陶瓷粉制备的复合介质基板性能最优,在10GHz下,其介电常数为9.5,介电损耗低至2.1×10-3,剥离强度达到了2N/mm。     

改进矩形腔微扰法测试微波电介质复介电常数

本文讨论了测试电介质微波复介电常数的矩形腔微扰法。对介质样品加载后的ＴＥ１０ｎ模矩形腔腔内场进行了理论分析。通过对腔内场的数值求解，得出了与微扰公式相似的、已修正的准确计算公式。