0.2～2.5 GHz改进型超宽带双脊喇叭天线的设计与实现

同轴-双脊转换结构是超宽带双脊喇叭天线设计的重点,它不仅能影响天线的驻波特性,也会影响天线的辐射特性。设计了一款用于电磁兼容测试的0.2-2.5 GHz超宽带双脊喇叭天线,采用了新的同轴-脊波导转换结构,改善了天线的驻波特性和增益特性。采用HFSS软件对天线进行建模和仿真,仿真结果表明天线在0.2-2.5 GHz频带内具有良好的驻波,其值小于2.2,同时天线方向图在高频时未发生波瓣分裂,最后加工制作天线实物并对其参数进行测量,测试结果与仿真结果基本一致。     

宽频带的微带等角螺旋天线设计

为了实现宽频带天线指定方向的高性能辐射，设计了一种宽频带的微带等角螺旋天线。为实现阻抗匹配，天线馈电部分设计了一种指数渐变式微带巴伦结构。经过实物测试参数，结果表明加入了指数渐变巴伦结构后天线实现了良好的阻抗匹配并具有良好的宽频带特性，其工作带宽为1.74～4.82 GHz，回波损耗最低达- 30 dB。同时设计了一个平底型金属反射腔用于反射背向电磁波，在保持宽频带工作特性的同时，使天线具有了良好的单向辐射特性，天线在整个工作频段内的增益均大于6 dB，与传统的螺旋天线相比，具有宽频、定向、高增益的特点，具有一定应用前景。     

镜面单锥TEM小室电磁场标准装置

为满足目前瞬态电磁场传感器的校准问题,研制了镜面单锥横电磁波小室(TEM)电磁场标准装置,用于数k Hz到数GHz带宽以下的电磁场传感器校准。基于无线长双锥天线,对镜面单锥结构进行了理论分析及数值仿真分析,证明了其应用的可行性;并进行了工程机械设计并加工制作。最终测试结果表明,镜面单位TEM小室机械结构良好,馈电点电压反射系数小于6%,对应驻波系数(VSWR)1.11,单锥TEM小室内场接收波形与源监测波形具有较高一致性,单次测量结果的偏差最大不超过5%,满足应用需求。     

大型火电厂溢流灰水处理技术

结合西柏坡发电厂的溢流灰水处理技术，论述了ＢＪ２０复合絮凝剂，助燃剂（聚丙烯酰胺）的最佳配比方案，通过对竖流沉淀池改造为沉淀池地上布置，池壁改我板焊接，减小污泥斗的锥角；底部机械排泥；环形溢流排水改为辐射形多孔排水管；沉淀区加斜管填料等改进措施，提高了社会效益和经济效益。     

300MW煤粉锅炉低NOx正、反切同轴燃烧试验研究

该文对300MW四角切圆煤粉锅炉采用低NOx正、反切同轴燃烧系统进行了详细的炉内空气动力场模拟试验研究。通过对比分析偏置二次风与反切一次风对炉内气流相对切圆直径、旋转动量流率矩、湍动度和水平烟道沿宽度方向的速度偏差比等的影响，以及燃尽风布置方式对炉内气流特性的影响进行的分析研究，得出了大容量四角切圆煤粉锅炉采用同轴反切燃烧系统、配以高速分离墙置燃尽风，对降低NOx排放、保证锅炉较高燃烧效率、减轻锅炉过热器和再热器热偏差均有利的结论。     

基于微波干涉理论的岩石介电常数测试方法

岩石的介电常数是表征其电磁辐射特性的重要参数,对于遥感对地观测具有重要意义。然而,现有的介电常数测定方法通常对样品的形状和尺寸有特定要求,且所测得的介电常数只能代表岩石局部小区域的介电特性,无法表征岩石整体的介电特性。为此,本文基于微波干涉理论,首先研究并提出了一种利用微波辐射计来测试岩石介电常数的新方法。然后,基于该方法并利用C波段微波辐射计对花岗岩和砂岩的介电常数进行了测试。为验证测试结果的正确性,利用AET开口同轴谐振腔方法对该结果进行了对比验证。结果表明,利用新方法测得的花岗岩和砂岩的介电常数分别为3.89和5.71,与AET开口同轴谐振腔法测量结果相比,相对误差分别为3.2%和2.7%,误差较小。研究结果初步表明了新方法的可行性,对于目前的点式介电常数测试方法不失为一种有益的补充。     

基于NiCuZn铁氧体的小型化T-DMB天线

采用传统的固相反应法制得了宽频段低损耗的NiCuZn铁氧体材料,研究了Co_2O_3掺杂对NiCuZn铁氧体磁电特性的影响。研究表明,当Co_2O_3掺杂量为1.0 wt%时,该铁氧体在200 MHz下的磁导率和介电常数约为14,磁损耗和介电损耗角正切分别为0.017和0.012。基于此材料设计了一种小型化地面数字多媒体广播(T-MDB)天线。该天线具有结构紧凑、损耗低、带宽宽等优良性能,其辐射模式接近全向,中心频率(195 MHz)的峰值增益达到-0.03 dB,是一种适用于移动手持终端的小型化天线。     

双通道旋流燃烧器空气动力学特性数值模拟及研究

对双通道旋流燃烧器出口空气动力特性进行了数值计算，并对影响其特性的一、二次风量、旋流叶片角度、中心扩锥角度和直流二次风喷口扩角等多种因素进行了分析，其结果与冷态模型试验基本吻合。推荐的运行参数及结构尺寸对该燃烧器的试验、结构改进和运行具有一定的参考价值。     

用于电气设备局部放电超高频信号监测的0.4~1GHz分形天线

为检测电气设备局部放电的超高频(UHF)信号,设计了一种新型超宽带分形天线。该天线融合了分形技术与共面波导技术,从而具有超宽带的特性。对天线的几何参数进行了优化仿真,结果表明:该天线的电压驻波比(VSWR)2的频带范围为0.4~1 GHz,在频带内方向性良好,能够实现全向辐射;天线具有较高增益,在0.4~1 GHz频带内平均增益约为1.5 dB;天线尺寸较小,厚度仅为1 mm。搭建了相应的试验平台,对天线的实际应用效果进行了测试,结果表明:所设计的天线具有高增益、高信噪比,可以有效地检测到0.4~1 GHz频带内的超高频信号。因此这种天线在电气设备局部放电在线监测领域具有一定的应用前景。     

一种可用于直流变压器的多谐振变换器等效建模及分析方法

针对直流变压器对效率和功率密度越来越高的发展需求,大功率谐振变换类拓扑被广泛关注,然而其分析方法特别是针对多谐振变换拓扑的分析方法目前有待进一步研究。文中提出了一种针对于双变压器谐振拓扑的等效建模及分析方法。基于该等效分析方法对CLTC变换器进行简化和增益特性分析,在此基础上,改进并优化获得了一种新型谐振式DC-DC变换器拓扑。该转换器保证高效率和软开关特性的同时进一步优化了变换器增益特性,具有在较窄的频率范围内实现更宽范围电压调节的能力。最后,建立了一台2.5 kW的样机对理论分析进行了验证,样机最高效率为97%。     

TSA线性阵列的脉冲辐射特性分析

传统的超宽带天线概念是在频域下定义的,有些不能作为时域脉冲天线使用。首先介绍了TSA天线的工作原理,及其线性阵列的脉冲辐射特性,在时域上用逼近法对TSA天线脉冲辐射场进行了分析。在此基础上,分析了阵单元等间距和非等间距放置对线性阵列方向图的影响,并研究了在脉冲触发延迟时线性阵列的辐射特性。实验结果表明,当阵列的电尺寸一定时,阵单元非等间距放置不仅得到很好的方向图,而且旁瓣也得到了抑制;通过控制阵单元脉冲触发延迟时间,可以实现对天线阵列进行电子扫描。     

生物医用冲激脉冲辐射聚焦天线的设计与优化

ps级电场脉冲的宽度远小于生物组织的细胞核膜与细胞膜的充电时间常数(几十纳秒和几百纳秒),且具有丰富的超宽带频谱(几乎从直流到GHz),因而具有很高的时间分辨率和空间分辨率.文章提出一种由同轴TEM馈电的圆锥结构与椭球面反射器组成的超宽带冲激脉冲辐射天线,通过冲激脉冲辐射天线将高强度皮秒电场脉冲传输至生物组织浅层靶点位...     

Consideration of radiated electromagnetic waves from partial discharge based on half‐wave dipole antenna model

Partial discharge (PD) may take place due to residual defects like metallic particles in SF₆ gas‐insulated power apparatus such as GIS. However, the signal of PD occurring in SF₆ gas is very weak and susceptible to external noise in air. Moreover, because of the complicated mechanism of PD, the radiation property of electromagnetic waves from PD has not as yet been clarified. Therefore, it is hard to distinguish the PD signal in SF₆ gas from external noise. From the above points of view, we have been investigating the radiation mechanism of electromagnetic waves from PD. We measured the polarization characteristics of electromagnetic waves radiated from PD in comparison with those of half‐wave dipole antennas. The polarization characteristics of PD were explained by the theory of half‐wave dipole antenna, rather than that of an infinitesimal dipole antenna. Moreover, we compared the power spectrum for PD measured using a biconical antenna with that received from the half‐wave dipole antenna or infinitesimal dipole. It was found that the power spectrum for PD also corresponded to that for the half‐wave dipole antenna with a length of 50 cm. © 1999 Scripta Technica, Electr Eng Jpn, 126(4): 40–47, 1999     

PCB Base Log-periodic Antenna for Mobile Communications

A log-periodic antenna can provide directivity and gain when operating in a wide band. The log-periodic antenna is used in many applications where wide bandwidth is required along with direct and medium gain. This research implements a sequential approach to the design and simulation of the performance of a printed log-periodic dipole antenna (LPDA) capable of operating in the 1800 MHz frequency range. The advantage of this antenna is the compactness and easy integration into planar circuits suitable for applications requiring wide bandwidth and high gain. The dimension of the designed antenna was originally calculated taking high frequency as 1885 MHz and low frequency as 1805 MHz, then modeled using HFSS-13 electromagnetic simulation to determine the effect of substrate dielectric properties on dipole width and length for element optimization. The design was verified by creating and measuring S11 and radiation dia-grams. The designed antenna has a total gain of 7.9dB and a wide bandwidth.     

一种基于FPGA和SRD的超宽带混沌脉冲产生技术

在超宽带雷达系统中,混沌脉冲位置调制(CPPM)信号通常是由时间间隔按混沌变化的高斯脉冲序列组成,针对高斯脉冲的天线辐射效率低的问题,设计一种调制脉冲为单周期脉冲的超宽带CPPM信号源。首先数字仿真验证了Tent映射作为调制函数的可行性,然后利用FPGA模块和以阶跃恢复二极管(SRD)为核心的模拟电路模块获得了主脉冲宽度为590 ps、主峰峰值为-1. 76 V且波形良好的单周期脉冲。自相关运算结果表明该信号具有良好的抗干扰能力和较高的检测概率;频谱图表明该信号没有直流成分,并且在低频区有极少的能量,作为雷达的发射信号时,可有效提高雷达天线的辐射效率。     

Experimental investigation of surface flashover in vacuum using nanosecond pulses

Based on a Marx generator and a coaxial pulse forming line, an experimental investigation of surface flashover characteristics in vacuum is conducted by using nanosecond pulses of 10 ns rise time and 30 ns full width at half maximum (FWHM). Insulator dielectrics chosen for this investigation are Teflon, PMMA and Nylon. The tested factors include gas pressure, cone angle of conical frustum, diameter and length of cylindrical insulator, material and shape of electrode, and contact style between insulator and electrodes. The effects of these parameters on the surface flashover characteristics are described and analyzed in this paper. In addition, the character of flashover time lag in the nanosecond range, and surface flashover theory in vacuum charged by nanosecond pulses are also discussed.     

局部放电检测用超高频天线的设计与性能对比

根据高压电力设备局部放电信号检测的需要,基于PCB技术设计并制作了四种不同原理和结构尺寸的超高频天线,仿真分析了其性能参数,检验所设计天线用于局部放电超高频检测法的可行性。利用矢量网络分析仪测试天线的端口特性,验证了天线的电压驻波比等参数。基于GTEM小室提供标准场,在不同工作频率下分别对四种天线样机的天线系数进行了标定,得到各天线系数的拟合公式与曲线。采用针-板放电模型作为局部放电源,基于脉冲电流法测量参考放电量,对所设计的天线进行了局部放电测试实验,采集天线接收到的局放信号波形。仿真和实验结果表明微带天线与缝隙天线工作带宽和增益较低;偶极子天线与螺旋天线在工作频带内损耗低、增益高、阻抗匹配效果较好,检测局部放电信号的效果良好。     

基于新型缝隙单元的微带全向阵列天线设计

提出了一种新型串行馈电的全向缝隙阵列天线，在带状线两侧背靠背刻蚀8对圆环缝隙，在缝隙内部加载一个Y形缝隙，延长Y形缝隙的长，并在顶部刻蚀横槽，形成最终的Y-T型缝隙结构，用以提升单元辐射性能。采用遗传算法(GA)对阵列进一步优化，使其工作带宽进一步扩宽，增益有所提升。根据设计结果加工制作了天线样品，实际测试表明，天线的|S11|<-10 dB阻抗带宽为7.93% (5.56~6.02 GHz)，带宽内峰值增益均高于8.99 dBi。工作在5.8 GHz处，E面旁瓣水平低于-10.11 dB，峰值增益为9.43 dBi, 且有稳定的全向辐射性能。     

基于神光Ⅲ主机装置激光打靶产生电磁脉冲特性研究

激光打靶过程会产生大量的电磁脉冲,脉冲强度大,频带宽,会影响各种重要诊断设备的正常运行以及精密物理结果的精确测量。本实验在神光Ⅲ主机装置靶室壁和靶室外搭建诊断系统,并利用自行设计的多款天线进行脉冲信号的采集,为电磁脉冲特性的进一步研究提供了实验依据。本文分别对电场天线与磁场天线采取不同的数据处理方法以获得靶场电磁场分布,多发数据表明,大盘锥天线测得信号最强,超频段偶极天线测得信号最弱,靶室内外均产生较强的电磁干扰,需要进行相应的电磁屏蔽。     

基于横电磁波天线的高空核电磁脉冲辐射波模拟器设计

为解决传统核电磁脉冲模拟器存在测试空间受限的问题,提出了基于横电磁波（TEM）喇叭天线的高空核电磁脉冲辐射波模拟器设计方案。通过数值仿真验证了TEM喇叭天线的辐射场波形,指出TEM喇叭天线在应用于辐射式电磁脉冲模拟器时存在低频辐射能力差的问题;通过比较TEM喇叭天线对3种典型核电磁脉冲的辐射能力,发现辐射场的上升沿部分主要取决于激励源的上升前沿陡度,辐射场的脉冲宽度与激励脉冲的宽度有关,可以通过展宽激励源脉冲宽度的方法来补偿TEM天线低频辐射能力差的问题;通过实验验证了利用TEM喇叭天线研制电磁脉冲辐射波模拟器的可行性,但仍需要阻性加载或展宽激励脉冲等方法对TEM喇叭天线的低频辐射性能进行改善。