基于PBG结构微带天线增益的研究

提出了1种具有二维光子晶体带隙结构的微带贴片天线.光子晶体是1种人造的电介质结构在空间上的周期性分布,本文采用的方法是在微带贴片天线介质基片中引入周期性分布的空气孔,并且针对不同的孔径大小对天线的增益特性进行了研究和比较.本文采用模拟仿真软件HFSS对这些结构进行了模拟仿真,仿真结果表明PBG结构能够有效地提高微带天线...     

GaN基光子晶体LED的Purcell效应

针对目前商用LED光源带宽较窄的问题,我们引入光子晶体结构提高LED的调制带宽。首先使用时域有限差分法(FDTD)仿真LED外延结构对带宽的影响,然后在正装结构中引入光子晶体结构,并仿真光子晶体的周期、高度和占空比对带宽的影响,最后实验上制备了周期600 nm,占空比0.58的光子晶体LED。仿真结果表明:引入光子晶体结构的LED,带宽可以得到有效提升;当光子晶体周期为600 nm,占空比0.5时,Purcell因子为1.2,相比普通平片LED,带宽提高8%。实验结果显示:光子寿命减小5.9%,Purcell因子达到1.06。在普通平面LED中引入光子晶体结构,可以提高光源的调制带宽。     

Ka波段平板光子晶体波导传输特性测量

为了测量在Ka波段下空气孔型平板光子晶体波导的传输特性,提出采用从金属矩形波导将电磁波耦合进光子晶体波导并测量其传输特性的测试方案。根据两种波导传输模式的场分布,用两段介质尖劈作为电磁波从矩形波导到三角形晶格平板光子晶体波导的模式转换结构,该结构使用电磁场仿真软件找出最优结构尺寸。实验使用聚合物聚醚酰亚胺（PEI）作为介质材料,加工出实际结构,采用AV3629网络适量分析仪测试整个系统的S参数;结果在27~40 GHz之间的传输系数为？7 dB左右,将测试数据与数值结果相比较,并重新设置PEI材料的损耗参数进行仿真,最终,测试结果在损耗角正切为5×10？4的情况下与仿真数据相一致,表明本文提出的模式转换结构有效,平板型光子晶体结构在微波波段的应用打下基础。     

基于光子晶体结构的微环谐振器的传输特性分析

本文针对基于硅基光子晶体结构的双信道单环谐振器的传输特性进行了系统的模拟研究工作,分析中应用了有限时域有限差分法(FDTD)设计进行微环谐振器的建模和传输特性的分析。建立一种基于三角光子晶体结构的微环谐振器模型,并通过改变结构参数,构建不同的微环谐振器模型结构。同时,利用matlab软件对不同模型结构的微环谐振器仿真结果进行处理分析。其满足谐振条件的光波通过谐振器时,能够进行耦合,仿真得到的谐振器输出端的传输效率达到0.96,与理论分析结果基本相似。本文对理解基于光子晶体结构的微环谐振器的工作机制、传输特性分析以及自主设计有所帮助,并为其实际应用提供了理论分析基础。     

空心阴极的等离子体源结构方案设计

通过大量数据分析电磁场对等离子体源性能的影响,采用ANSYS有限元分析软件对等离子体源的静态电磁场进行模拟分析,应用SIM ION静电透镜模拟软件对等离子体源进行粒子运动轨迹仿真验证和改进,最终得出结论管形结构的空心阴极等离子源结构简单,所得粒子运动轨迹较为均匀,但是粒子出射效率较低。平行结构空心阴极的等离子体源,结构新颖,选用边部向上弯曲的平行圆盘,并在上部放置一个永磁铁,此结构不但能够使得电子从四周逸出而且效率和速度也得到极大提高。     

混合动力车用复合结构永磁电机中磁场耦合

作为混合动力车中的电气无级变速器,复合结构永磁电机具有使内燃机独立于路况负载运行于高效率区、提高燃油经济性、降低排放等优点。主要针对混合动力车用新型复合结构永磁电机中的磁场耦合问题展开研究。首先将混合动力车用永磁电机与丰田Prius系列混合动力车中的丰田混合动力系统(THS)进行参数匹配,得到复合结构永磁电机的设计参数,并使二者具有相同的动力驱动性能;然后建立复合结构永磁电机的内部等值磁路模型,并以此为基础探索复合结构永磁电机内部磁场耦合规律;最后,利用2D-Ansoft有限元软件仿真分析复合结构永磁电机在不同工作模式下的内部磁场分布,并提出其内部磁场解耦设计方案,为复合结构永磁电机在混合动力车中的进一步应用奠定理论基础。     

AGM隔板均匀性对铅酸电池性能的影响

通过浊度仪原理对灌注胶体电解液后的铅酸蓄电池中AGM隔板的均匀性进行检测。通过该检测方法可对不同胶体电解液在不同AGM隔板的胶体电池中的分布均匀性进行研究,同时利用Minitab软件对所得电池的循环寿命及容量进行测试分析。结果表明,胶体电解液在电池中分布的均匀性对电池的性能有直接影响,当其分布越均匀时电池的循环性能越好。     

一种多自由度电机三维磁场分析及永磁体设计

在简述永磁球形多自由度电机的优越性能的基础上,针对一种新型永磁球形多自由度电机提出了4种永磁转子设计方案,对每一种永磁体结构进行了静磁场磁通密度模值和磁场分布计算,建立了球坐标下永磁体磁场解析求解模型,进行对比分析.同时基于三维有限元软件,对各种永磁转子结构的球形多自由度电机转矩特性进行了计算和仿真.设计制备了5个圆柱体组合结构的钕铁硼永磁转子来代替球形结构,制作了模型样机.理论分析和实验结果表明了所设计结构的有效性,转子易于实现三自由度偏转运动,并对转子永磁体的受力进行了测试,与仿真计算结果一致.     

飞秒激光三光束干涉制备ZnO晶体表面微米-纳米复合周期结构的发光增强

利用飞秒激光三光束干涉在ZnO晶体表面制备微米-纳米复合周期结构。该结构由两部分组成：由激光干涉强度花样决定的微米长周期结构以及由飞秒激光偏振决定的短周期纳米条纹结构。利用800nm激光激发大面积的微米-纳米复合周期结构后发现,该结构的荧光强度得到了极大提高。显微发光照片表明,该结构在平板显示、高密度光存储以及光子晶体制备上都具有潜在的应用价值。     

增强型电磁轨道发射器的电磁场仿真分析

为了分析增强型电磁轨道发射器的电磁场分布和电感梯度的影响因素,介绍了增强型电磁轨道发射器的基本原理,建立了2对导轨结构的增强型电磁轨道发射器的3维电磁场仿真模型,利用ANSOFT电磁场有限元分析软件对不同几何参数轨道炮的电磁场进行了仿真,给出了不同条件下的磁场和电流密度分布图,对其电感梯度进行了计算,并总结了几何参数对电感梯度的影响规律。仿真结果表明,在综合考虑导轨的机械和热承受能力的前提下,增强型电磁轨道发射器的内外导轨间距越小,电感梯度越大;导轨的厚度越小,电感梯度越大。与单对结构相比,该结构能够提高轨道电磁发射器的电感梯度1倍以上。     

复杂激励条件下变压器结构件杂散损耗的测量方法

复杂激励条件下,变压器绕组引起的漏磁场在结构件中会产生杂散损耗造成局部过热,严重时会产生运行事故,对结构件杂散损耗的精准测量方法以及采取有效措施降低损耗已经成为变压器结构设计和优化中备受关注的问题。基于TM21实验模型,提出一种将实验测量和仿真精准计算相结合的办法对复杂激励条件下变压器结构件杂散损耗的测量方法。该方法可以为变压器及平波电抗器类产品设计与优化提供有效帮助。     

自适应加权根多项式回归颜色校正算法研究

针对多项式回归颜色校正方法中的不足,提出一种自适应加权的根多项式回归算法。多项式回归颜色校正过程中需要手动标定色卡色块位置,操作不便且易产生人为误差,本文自主设计了一种带QR码上3个定位标识符的色卡,可实现色卡色块的自动定位;针对多项式回归法的高阶项会放大噪声且对噪声不具有健壮性的问题,本文算法将自适应地调整权重矩阵以减小样本奇异值对拟合性能的影响,再由色差值计算另一个增益系数矩阵,从而提高校正性能。经实验验证,本文算法在CIELab色差值、PSNR两项指标上相较于传统多项式回归方法都有较大提升。其中,传统多项式回归方法平均CIELab色差值高达6.5,且该数值受环境影响较大,而本文算法对不同环境下的图像校正后色差可稳定在3.2以下。     

交流接触器特性分析平台

采用磁场与磁路结合的方法,建立交流接触器动态特性仿真模型数据库。使用LabVIEW软件开发交流接触器的特性分析平台,通过此平台查看电磁机构磁场分布和动态特性。分析电气参数与电磁机构的结构参数对接触器动态特性的影响,为设计性能优良的交流接触器产品奠定理论基础。     

Sensitive magnetic field sensor using 2D magnetic photonic crystal slab waveguide based on BIG/GGG structure

A kind of magnetic field sensor (MFS) using a two-dimensional (2D) magnetic photonic crystal (MPC) slab waveguide as the sensing structure is proposed and investigated numerically. The slab structure is based on bismuth iron garnet (BIG), a well-known magnetic material with effective magnetooptical (MO) properties, sandwiched with gadolinium gallium garnet (GGG) as substrate. The complete photonic bandgap (PBG) of the 2D MPC is simulated and optimized for realization of polarization-independent waveguides. The simulation results show that the width and position of the complete PBG depend on the thickness of the BIG slab and the radius of the air holes used in the design. By reducing the lightwave propagation losses and enhancing the mode conversion ratio, increased sensitivity is obtained. Based on the Faraday effect, a good linear relationship is observed between the normalized output light intensity and the magnetic field strength as the gyrotropy parameter g is varied from 0.13 to 0.19, a g-range used as the sensor dynamic range. The remarkable enhancement in sensing performance due to the MO effect makes the designed device suitable for magnetic field sensing. The results are discussed to provide a basis for investigation of 2D MPC slab waveguides based on the same structure, which are of particular interest for development of highly sensitive MFSs.     

高频电磁水处理器处理腔的电磁场仿真分析及实验

处理腔是高频电磁水处理器的重要组成部件,为了确定何种处理腔结构对高频电磁阻垢除垢具有更佳的效果,利用准静态学方法对2种常见的处理腔即同轴式处理腔和螺线管式处理腔进行了电磁场分析,得到了同轴式处理腔主导场为电场、螺线管式处理腔主导场为磁场的结论;利用Ansoft Maxwell软件建立了有限元模型,仿真分析其内部的电磁场...     

异极性永磁偏置径向磁轴承的参数设计与实现

为了克服现有异极性永磁偏置径向磁轴承参数设计的不足,对一种异极性永磁偏置径向磁轴承进行了研究,分析其结构和工作原理。以其为对象提出了一种根据二维有限元仿真结果构建等效磁路,以满足承载力所需的偏置磁场与控制磁场的磁通量为基本目标;并以软磁材料不饱和为约束条件,结合等效磁路,推导出永磁材料和定转子结构的参数设计方法;设计了径向悬浮力400N的原理样机,进行了三维仿真分析和实验验证。结果表明:提出的参数设计方法合理,利用该方法设计的异极性永磁偏置径向磁轴承悬浮性能优良,为其他型永磁偏置磁轴承的研究奠定了基础。     

中国古建筑色彩的夜景表现实验研究

在人们的审美意识中，已对中国古建筑的色彩特征留下了深刻印象。如何在夜间正确地表达人们已认知的古建筑的颜色，保证其色彩的“原真性”，是开展本文研究的背景。本文通过色差测试实验，将选定的不同测试试块在典型光源下的色坐标与在D65标准光源下的色坐标进行测定和对比，并计算其色差，作为该光源对试块颜色表现的优劣的评定。     

高阻抗的电磁波反射表面——光子晶体的实际应用之一

以高阻抗电磁波反射表面为例 ,介绍了光子晶体的概念及其工作原理 ,综述了光子晶体在微波领域的研究进展 ,讨论了高阻抗电磁波反射表面的奇异性质及其在微波通讯领域中的应用前景。     

永磁体参数对双定子球形电机磁场影响的研究

永磁球形电动机采用不同的永磁体结构参数,对电机的电磁场会产生一定的影响。论文提出一种新型双定子永磁球形电动机,建立不同的永磁体参数的电机模型,对比分析不同参数的永磁体结构对电机电磁场的影响。利用三维有限元法分别对电机内外磁场进行建模分析,得到了气隙磁通密度径向分量分布数据。同时,针对永磁体的结构参数进行了静磁场磁通密度和磁场分布计算,建立了球坐标系下永磁体磁场有限元求解模型,进行对比分析。理论分析和实验结果表明了所设计结构的有效性,文中对转子永磁体的磁通密度进行了测试,与仿真计算结果一致。     

彩色亮度设计及其在颜色仿真中的应用

本文基于颜色仿真的要求,设计了彩色亮度计并编制了计算机程序进行颜色存储,可作为颜色标准和物体色的计算机存储,介绍了设计的思路,描述了系统硬件,软件以及为检测微弱信号,提高系统可靠性所采取的各种措施,改进了色度修正的方法并给出了相应公式。