220 GHz阶梯形和斜切形Vlasov辐射器

利用几何光学原理和矢量绕射理论,对工作频率为220G Hz,TE03模的阶梯形和斜切形这2种结构的VlaSov辐射器辐射特性进行数值分析.采用切口面上的功率指标,优化了阶梯形辐射器的切口长度;研究斜切形辐射器中斜切角度对辐射特性的影响,结果表明斜切角接近Brillouin角时可获得最佳转换效率;对于相同半径的Vlasov辐射器,阶梯形辐射器的辐射效率和远场增益优于斜切形辐射器.阶梯型Vlasov辐射器的辐射效率为98.28％.应用CST仿真软件,设计了半径为5 mm阶梯形辐射器,数值求解结果与仿真结果基本一致,验证了理论与计算方法的可靠性.     

基于缝隙波导的多频微波加热研究

微波因其高效、绿色无污染等优点在加热领域应用广泛,但加热均匀性差限制了它的进一步发展。本文基于波导缝隙天线理论和磁控管的非线性响应特性,设计了一个以波导缝隙阵列天线为辐射器的加热系统。利用磁控管的非线性响应特性输出多个频率的微波以丰富电磁场的模式,设计了基于横向缝隙波导和纵向缝隙波导的两种辐射器,建立了微波加热的多物理场模型,以模拟多个频率的微波通过缝隙波导加热物体的效果,并分析了不同参数如缝隙、频差等对加热均匀性及效率的影响。     

清华大学X波段兆瓦级同轴磁控管的研制进展

在过去的十余年中,清华大学加速器实验室致力于X波段同轴磁控管的研发。自2012年成功研制出X波段1.5 MW同轴磁控管(XM-2012)以来,坚持在物理设计、加工工艺和老炼测试等环节进行深入研究,在原有基础上迭代优化出MGT3、MGT4等型号的同轴磁控管,最新样管峰值功率达到1.7 MW以上,与新研发的X波段加速管集成,研制出高稳定性紧凑型加速器系统,剂量率达到800 cGy/min(1 m)以上,达到与S波段加速器系统同等水平;同时对磁控管锁相理论和功率合成进行了大量研究,并在此基础上发展出平行阴极磁控管,将X波段磁控管的输出功率提升到S波段磁控管水平,为进一步拓展X波段高功率磁控管的应用打下了坚实的基础。     

太阳能热光伏系统实验研究

对太阳能热光伏系统(STPV)进行了全面的实验研究,对系统组成装置即聚光器、辐射器、滤波器、电池、散热器等进行了合理的选型及加工;设计了系统中热光伏转换器的整体结构,并进行实验搭建,结合自动跟踪装置,对整个STPV系统进行了现场测试,分析了太阳能量密度对辐射器温度的影响,对不同辐射器入口条件下的温度分布进行了比较,并测量了不同辐射器温度下的电池输出特性;研究了散热器流速对电池温度及其输出功率的影响;讨论了实验测量值与理论解存在差异的原因。     

磁控管中的空间电荷效应研究

对磁控管中由于外加磁场存在而导致的空间电荷效应进行了研究.通过求解正交场中的粒子运动方程,给出了阴极表面电位分布与外加磁场和阴极发射电流的关系,并指出磁控管中合适的发射电流是其最佳工作的前提.通过全电磁粒子仿真和实验测试证实了该效应对磁控管工作性能的影响,为高效率低噪声磁控管的研究提供了新思路.     

一种新型的内腔式微波医用辐射器

本文提出了一种新型的内脏式微波医用辐射器。该辐射器用来对宫颈、肠道等肿瘤进行插入式热疗。它与传统型技状辐射器不同的是，用双圆锥代替了柱状结构，并使辐射器的纵向电流分布趋于均匀、热疗更为安全和有效。文中利用等效传输线模型对其编程计算，证实了新型辐射器沿线电流分布具有均衡的优点，从而使热分布产生类似的变化。理论计算结果与实测温度分布相比，一致性很好。因而提高了辐射器的临床应用价值。     

新型毫米波磁控管磁系统的研究与设计

对毫米波磁控管磁系统进行理论研究,提出了一种新型毫米波磁控管磁系统的设计,并进行了验证.     

基于CAE技术的大功率磁控管散热系统设计

运用流体分析软件对大功率磁控管模型进行风冷流场和温度模拟,完成了输出功率为1．5kW和2kW的大功率磁控管散热系统设计。分别对磁控管内部叶片结构、散热片数量、厚度、材质及应用风压等级等参数进行计算,得到磁控管温升对以上各参数变化的敏感程度,结果显示磁控管温度在考察功率范围内与耗散功率呈线性关系,而散热系统设计参数的提高受到各种因素的限制。因此,在允许空载的情况下,对于输出功率超过2kW的大功率磁控管,风冷方式已经难以满足磁控管的冷却需求。     

一种新型同轴磁控管调频机构的设计

根据同轴磁控管的工作原理,介绍了一种新型磁控管调频机构,分析了磁控管对带电机减速器的特殊要求,并着重介绍了它的工作原理及结构特点。     

旭日型可调谐相对论磁控管的研究与优化设计

理论推导了相对论磁控管中电子与高频场的互作用机理,分析了相对论磁控管阴极发射面高度、工作电压和磁场对其工作效率及调谐带宽的影响,得出进一步提高磁控管效率及调谐带宽的条件。对比了10腔旭日型可调谐相对论磁控管仿真及实验结果,通过仿真手段进一步优化了该磁控管,提高了输出效率、拓展了调谐带宽。研究结果表明,优化后的10腔旭日型可调谐相对论磁控管具有37%的调谐带宽,电子转换效率最高达到17.9%,输出功率在1.1 GW以上。     

精密基准源LM199的恒温电路机辅分析

基于精密基准电压源LM199的解剖,对其恒温电路作了全面的计算机辅助分析。对器件灵敏度、容差范围进行了分析,并进行了电路优化、器件模型参数优选,提出了关键设计参数、电路工艺难点及可实现性。     

物联网技术在道路运输领域中的应用研究

本文主要研究了道路运输领域中物联网技术的应用,利用物联网技术来管理道路各种车辆的进出和行驶,有利于车辆套牌问题、车辆使用虚假牌照问题的解决,有利于规范道路使用,提高道路使用效率.     

An improved GaAs MESFET equivalent circuit model for analog integrated circuit applications

An improved equivalent circuit model of a gallium-arsenide (GaAs) MESFET that is optimized for the design and analysis of precision analog integrated circuits is described. These circuits entail different modeling requirements from digital or microwave circuits, for which existing equivalent circuit models are optimized. Improved techniques are presented to model the drain-to-source conductance, device capacitance, and the functional dependence of drain-to-source current.     

基于大气程辐射比例修正的红外辐射特性测量

大气程辐射是影响目标红外辐射特性测量精度的重要因素之一。本文利用大气程辐射修正因子修正大气程辐射值以提高其测量精度。首先,给出目标红外辐射特性测量模型,然后,提出利用大气程辐射修正因子的目标红外辐射特性测量方法。该方法将一定距离下实际测量的大气程辐射和MODTRAN计算的大气程辐射之比定义为大气程辐射修正因子,最后利用该修正因子对其他距离的MODTRAN计算的大气程辐射进行修正并进行目标的辐射反演,获得目标辐射特性。本文利用中波红外摄像机和小面源黑体开展目标红外辐射特性测量实验。实验结果表明,本文方法较传统方法可以在一定程度上提高目标辐射特性测量精度,将精度提高2%左右。     

宽谱段高光谱成像仪星上波长定标方法

高光谱成像探测仪在轨波长漂移和性能衰变是有效载荷在轨长期工作必须解决的问题。利用太阳辐射光谱和大气后向散射辐射光谱中特有的Fraunhofer吸收线可作为星上波长定标的基准。针对波长定标精度需求，优选出高精度的太阳参考光谱，用仪器狭缝函数卷积后初选出87条Fraunhofer吸收线，并分析了由Fraunhofer吸收线分布非均匀性引起的系统误差，以及由仪器探测能力不同而产生的随机误差。综合最大偏差和RMS，确定了在满足定标精度优于0.01 nm的条件下，可用的76条太阳Fraunhofer线的精确位置。该研究为高光谱成像探测载荷在轨高精度波长定标奠定了基础。     

用于传感的聚合物微谐振环的研制

对一种用于传感的聚合物微谐振环进行了研制.器件为多模耦合器结构,作为微谐振环的输入/输出耦合结构.微谐振环采用跑道形结构.首先分析了器件的原理,给出了器件的优化设计参数.采用紫外光敏材料SU-8和CYTOP作为波导芯层和下包层材料,制作了上述结构的微谐振环器件,并进行了测试.扫描电镜的结果显示,所制备器件的整体形貌比较清晰,波导结构均匀光滑,侧壁陡直度较高.采用截断法测得单模直波导的传输损耗约为2.2 dBcm.对多模耦合器(MMI)结构和弯曲波导的测试表明,MMI结构在较宽的波长范围内实现了接近50:50的功分比,且损耗较低,而纯弯曲波导结构的通光性能良好.测量得到的器件谐振输出光谱表明,器件在主谐振峰处的插入损耗约为38dB,自由光谱区(FSR)约为1.87nm.过数据处理分析得到弯曲波导的传输损耗约为5.2 dB/cm.提出了进一步降低器件损耗、改善器件性能的措施.     

基于模拟退火的软X射线多层膜反射镜设计

基于模拟退火(SA)算法,对软x射线短波段中的几个波长的多层膜反射镜进行了优化设计,获得了它们的光学参数,包括多层膜反射镜的最佳周期厚度、最佳厚度比和峰值反射率,进而制作多层膜反射镜并在北京同步辐射装置上进行了反射率的实际测量。测量结果表明,该反射镜具有实用的反射率。这表明,SA方法适用于软x射线短波段多层膜反射镜的优化设计。     

Continuously chirped DFB gratings by specially bent waveguides fortunable lasers

We have implemented and studied a new type of tunable multiple-section semiconductor distributed feedback (DFB) laser using tailored chirped DFB gratings. Arbitrarily and continuously chirped DFB gratings are defined by bent waveguides on homogeneous grating fields with ultrahigh spatial precision. The mathematical bending functions are optimized in this case to provide enlarged wavelength tuning ranges. We present the results of model calculations, the technological device realization and experimental results of the DFB laser characterization e.g. a tuning range of 5.5 nm without wavelength gaps and high side mode suppression ratio     

利用频率变换技术实现红外辐射定标研究

提出一种新的基于参量变换技术的高精度红外辐射定标方法,利用泵浦激光和红外信号光在非线性晶体中发生参量放大作用,通过相位匹配技术将红外辐射信号转移到可见光波段进行测量,这种定标方法本身具有绝对性,因而具有更高的定标精度.以黑体作为红外辐射模型,从理论上推导出参量变换技术运用于红外遥感定标的可行性.这种新型的辐射定标方法,将在未来的通信、夜视以及遥感定标领域获得新的应用.     

超深亚微米SOI总剂量效应泄漏电流模型

总剂量辐射效应会导致绝缘体上硅金属氧化物半导体场效应晶体管(SOI MOSFET)器件的阈值电压漂移、泄漏电流增大等退化特性。浅沟槽隔离(STI)漏电是器件退化的主要因素,会形成漏极到源极的寄生晶体管。针对130 nm部分耗尽(PD) SOI NMOSFET器件的总剂量辐射退化特性,建立了一个包含总剂量辐射效应的通用模拟电路仿真器(SPICE)模型。在BSIM SOI标准工艺集约模型的基础上,增加了STI寄生晶体管泄漏电流模型,并考虑了辐射陷阱电荷引起寄生晶体管的等效栅宽和栅氧厚度的变化。通过与不同漏压下、不同宽长比的器件退化特性的实验结果对比,该模型能够准确反映器件辐射前后的漏电流特性变化,为器件的抗辐射设计提供参考依据。