小型化准八木天线的仿真与实验研究

微带准八木天线具有端射的辐射方向图,设计方便,结构简单,其小型化是应用中面临的重要任务。文中针对S波段微带准八木天线的小型化技术开展了仿真和实验研究。首先,研究了基本型的印刷八木天线,在有源振子长度为50 mm和4个引向器的条件下,仿真得到驻波比小于2的频率为2.73 GHz,增益约为4 dBi;然后,在相同的有源振子横向尺寸和引向器个数条件下,采用振子曲折线技术,仿真得到驻波比小于2的频率为2.675 GHz,增益也约为4 dBi;最后,针对相同横向尺寸和引向器个数的曲折线振子,引入介质埋藏技术,对于不同厚度的高介电常数的介质基板覆盖,仿真了准八木天线的端口驻波比和辐射性能的变化情况,在介质基板的相对介电常数为9.8和厚度为8 mm的情况下,仿真得到驻波比小于2的频率为2.2 GHz,增益也约为5 dBi,方向图形状略有变化,对介质埋藏的曲折线振子八木天线进行了加工和测试,测试结果和仿真结果接近。研究结果表明,采用介质埋藏和振子曲折线技术均可以一定程度上缩减准八木天线的横向尺寸,其中介质埋藏技术效果更为明显,二者之间的结合是小型化准八木天线的有效方案,文中的研究为实际工程应用提供了技...     

密距八木天线的设计与仿真

介绍了应用密距原理设计的密距八木天线,采用T形匹配天线来代替传统的用于激励器的折合振子和用于反射器及引向器的半波偶极子,通过减小T形匹配天线之间的距离来实现天线的小型化设计。以中心频率为500 MHz密距八木天线为例,说明了天线的设计过程,设计结果表明,该天线具有较为理想的技术指标,同时,相对于传统的八木天线,该设计使天线尺寸明显减小。     

空芯带隙型光子晶体光纤残余双折射特性研究

采用磁控溅射法, 在玻璃基底上一步沉积In₂S₃薄膜。研究了溅射功率对In₂S₃薄膜的成分、结构、表面形貌和光电性能的影响。结果表明: 所制备的所有薄膜均为β-In₂S₃, 无杂相存在, 且具有(222)面择优生长特性。溅射功率对薄膜的成分、厚度和结晶度具有明显的影响, 并因此影响薄膜的光学和电学性能。薄膜在100W沉积时最接近化学计量比, 薄膜的透过率随着溅射功率增大在500nm波段附近显著提高, 禁带宽度达到2.45eV, 同时电流密度增大两个数量级。     

氧化镓生长模拟中的流场与反应参数优化研究

建立了用于生长直径为15.24cm(6inch)的Ga₂O₃材料的氢化物气相外延(HVPE)生长腔的二维几何模型,对Ga₂O₃材料的生长进行了数值模拟。依次优化了GaCl进气速度、O₂进气速度、喷口到衬底间的距离等关键参数,在较高生长速率下使衬底上的Ga₂O₃膜厚相对均匀度达到7.02%。此外,对仿真中不同的反应活化能设置进行了对比实验,发现活化能参数虽然对平均生长速率有明显影响,但是对样品的生长速率分布及均匀性影响不大。     

用热蒸发法制备的Cu2ZnSnS4 薄膜的光电性能

在室温下用真空热蒸发法在玻璃基片上制备Sn/Cu/ZnS 前躯体膜层,然后对其在550C 下在硫气氛中硫化3小时以制得Cu₂ZnSnS₄ (CZTS) 多晶薄膜。对该薄膜进行X射线衍射（XRD）、能量色散X射线光谱（EDX）、紫外可见近红外分光光度计、霍尔测量系统和3D光学显微镜等分析测试。实验结果表明,当[Cu]/([Zn] [Sn]) =0.83和[Zn]/[Sn] =1.15时,该CZTS薄膜在光子能量范围在1.5 - 3.5 eV 时其吸收系数大于4.010₄cm_-1 ,直接带隙为1.47 eV。其载流子浓度、电阻率和迁移率分别为7.9710₁₆ cm_-3, 6.06 Ω.cm, 12.9 cm₂/(V.s), 导电类型为p型。因此,所制备出的CZTS 薄膜适合作为太阳电池的吸收层材料。     

Li、Ce掺杂对NBTa-CBN高温压电陶瓷性质的影响研究

采用传统固相反应法制备了Ca_0.5(Na_0.5Bi_0.5)_0.5-3x(Li_0.5Ce_0.5)_3xBi₂TaNb_0.99Mn_0.01O₉(CNBTNM-LC100x)高居里温度(T_C)压电陶瓷。研究了Li、Ce复合离子掺杂对陶瓷结构和电学性质的影响。结果表明,随着Li、Ce掺杂量的增加,CNBTNM-LC100x陶瓷的晶体结构趋于由正交相向四方相转变,压电常数d₃₃逐渐增大,当x＞0.04(x为摩尔分数)时,d₃₃趋于降低。x=0.04时,具有最优的综合电学性能,d₃₃约为15.9 pC/N,600 ℃下直流电阻率ρ约为5.9×10⁵ Ω·cm,介电损耗tan δ(1 MHz)约为7%,T_C约为887 ℃。     

基于Matlab的SPR等离子体显示器仿真的研究

研究了基于表面等离子体波共振效应的一种新型显示器——SPR显示器。表面等离子体波共振效应是指入射光的水平波矢与金属一电介质界面处表面等离子体波波矢相同时产生共振的现象，如果电介质的折射率是一个复数，改变折射率的实部会导致表面等离子体共振波长发生改变（可实现颜色的改变），共振强度不变，折射率越大，共振波长越长；改变折射率的虚部则会导致表面等离子体共振强度发生改变（可实现亮度的改变），共振波长不变，虚部越大衰减越严重。表面等离子体波显示器正是基于这一原理而实现了SPR显示。文章对此显示器的设计做了一定的构想，并采用了Matlab软件对SPR等离子体显示器的显示原理、颜色、亮度及多像素进行了仿真。     

LaAlO3SrTiO3界面导电性的近场成像

铝酸镧/钛酸锶(LaALO3/SrTiO3)异质界面被发现具有二维导电性并呈现出其他一些有趣的呈展现象.而此前, LaAlO3/SrTiO3异质界面的导电性主要都是通过电学方法进行表征.这里作者首次提出利用散射式扫描近场光学显微镜 (s-SNOM) 对LaAlO3/SrTiO3界面的导电性进行空间成像, 这为研究过渡金属氧化物异质界面体系的物理现象提供了一个新的手段.     

微波处理对Na2CO3胁迫下燕麦苗期氮代谢的影响

为探讨微波对燕麦种子处理及其Na₂CO₃胁迫下燕麦苗期蛋白质和核酸代谢的影响,以白燕7号燕麦品种为材料,采用 2450 MHz 频率下,不同功率及时间的微波对种子进行预处理,比较了不同处理对燕麦幼苗早期代谢和发育的影响,结果表明：低功率（36%）预处理对Na₂CO₃胁迫下单株干物质积累及株高和根长有明显的促进作用,诱导激活了叶片硝酸还原酶（NR）、谷氨酰胺合成酶（GS）的活性,抑制了蛋白水解酶和核糖核酸酶活性,增加了核酸和蛋白质的积累,降低叶片中游离氨基酸含量,其中,30 s处理组显著优于对照组（p＜0.05）;中等功率（58%）15 s处理仍具有正向调控作用,但随处理时间的增加抑制作用显现和增强。微波处理燕麦种子,可以在碱性盐逆境下,通过调控苗期氮代谢,促进碳流由光合碳代谢向氮代谢的转变,维持盐害下燕麦幼苗核酸和蛋白质代谢的正常进行,增强燕麦幼苗抵御Na₂CO₃胁迫的能力。     

第一性原理研究N/V 和 C/Cr双掺杂锐钛矿型TiO2光催化剂的协同效应

非金属（C或N）和过渡金属（V或Cr）掺杂是一种能够有效地调整锐钛矿型TiO2的光电化学性能的补偿型掺杂方法。本文采用平面波超软赝势方法计算了不同物种掺杂的补偿型双掺杂TiO2的形成能和电子结构来研究其稳定性和在可见光区域的光敏性,计算结果表明采用过渡金属双掺杂有利于提高p型掺杂（N和C）的浓度。尤其是补偿型掺杂不仅可以通过减小能隙来提高光吸收性能,消除局域捕获来提高载流子的移动和转化效率,并且能够保持导带边缘的氧化还原势。这些结果有助于理解双掺杂提高TiO2光催化活性的协同作用机制。     

一种微带准八木天线的改进设计*

在RamadanA.Alhalabi设计的准八木天线基础上进行了改进设计,采取增加展宽天线带宽的两个寄生贴片和振子耦合枝节和提高天线增益的天线背面引向振子组,减小天线体积的馈线结构等改进措施,从而达到展宽天线相对带宽的目的.使用Ansoft HFSS软件对改进天线进行仿真实验和对实物天线进行测试,结果表明:这种改进型天线结构设计合理,其相对带宽都大于20％ (VSWR≤2),在2.4GHz处的增益都大于10dB,天线具有良好的性能,从而拓宽了该准八木天线的应用范围,而且紧凑的结构和较小的尺寸便于天线组阵.     

八木微带天线的设计与研究

对八木微带天线进行了研究。仿真设计一种宽带宽波束圆极化八木微带天线,在中心频率上实现了波束由侧射向端射偏转26°,频率带宽达800MHz,0dB主波束宽度为110°;采用Wilkinson微带功分器产生两路幅度相等相位相差90°信号对天线进行馈电,实现了圆极化。同时研究了在设计天线中参数对于八木微带天线主波束偏转角度的影响,得出了偏转角度随各参数变化的一般规律。     

基于矩量法的分形环八木天线的特性分析

八木天线是一种常用的天线形式.本文将Minkowski分形环应用于八木天线设计中,利用分形结构的空间填充特性来减小天线的横向尺寸,从而实现天线小型化设计.设计了工作于880～960MHz的6元二阶Minkowski分形环八木天线,以矩量法为核心对设计天线进行数值分析,将线天线模拟为细带线模型,天线表面采用三角单元进行剖分,RwG基函数作为电流展开函数.同方环八木天线进行了比较,在驻波特性、辐射特性相似情况下,分形环八木天线的尺寸缩减了29.8%.     

空间映射算法优化八木天线

天线的最大增益是通过天线合理布局降低它们之间的干扰来实现的.工程中大多采用简单的数学模型并结合测试方法来进行天线布局设计的,但是这种方法效率低且不够精确.运用空间映射算法优化天线阵的位王参量,可以大大提高运算速率,节省时间.根据空间映射算法理论,提出并建立两种模型:一种是运算速度快,但不够精确的粗糙模型,另一种是运算速度较慢,但比较精确的精细模型.通过在这两种模型中建立映射,并利用遗传算法优化粗模型,兼顾精度和速度,从而得到最优解,为实际工程提供理论上的依据.     

一种旋转可控式二元AIS 八木天线阵列

为改善自动识别系统(AIS)数据丢失问题、增大AIS 基站通信距离、解决通信覆盖区域单一的问题, 针对传统AIS 全向天线和定向天线的不足,研究出旋转可控式二元八木天线阵,每个阵元都由八木天线组成,通过电控可以使两个阵元同步旋转,也可以分别旋转。当两八木天线平行时,天线阵增益最大,经测试可达近17 dBi。做了AIS 信息接收实验,天线可以接收距长江口50 海里以内水域的AIS 信息。通过各自旋转并改变天线阵元的角度,可以实现方向图的快速切换。对八木天线进行理论分析,利用基于有限元算法的HFSS 进行仿真,仿真结果与实验结果相近。该天线阵既确保了天线增益,又能通过电控来实现波束快速转换,较一般天线通信距离更长,且能灵活控制通信覆盖范围,对AIS 可靠的数据交换及海事监管具有一定的参考价值。     

一种改进型微带贴片八木天线的设计

设计了一种宽带微带贴片八木天线.通过采用正方形贴片形状、附加寄生贴片等方法,获得了较大的相对阻抗带宽和较好的方向性.该天线工作频率为12 GHz,三维电磁仿真软件Ansoft HFSS 仿真结果表明:这种改进型天线在其它参数不变的情况下,其相对阻抗带宽达到27.5％(VSWR≤2),实现了天线频带的超宽性,满足了某项目...     

采用耦合Hallen方程分析八木天线

八木天线是一种常用的天线形式,采用了二元偶极子模型的耦合方程,并结合矩量法Hallen方程分域基分析了八木天线的数值计算方法。运用此方法,充分考虑了阵元间的互耦效应,而且计算起来比较简便,并降低了矩阵维数。仿真设计了一个三元八木天线,计算结果与传统方法比较,表明了此方法准确有效。     

一种采用电磁带隙结构地板的微带八木天线

提出了一种采用二维电磁带隙结构地板为反射器的微带八木天线.对所构造电磁带隙结构的电磁传输特性进行了研究,通过HFSS仿真和优化,使所设计天线的谐振频率落在电磁带隙地板阻带范围之内,有效地提高了天线的增益和阻抗带宽.实测结果表明,在2.3～2.75 Ghz频率范围,所设计天线的回波损耗S11≤-10dB,其阻抗相对带宽为...     

基于左右手传输线的贴片八木天线

运用左右手传输线的后向波理论,提出了一种新型的小型化微带贴片八木天线。该天线的有源振子部分采用左右手传输线结构;同时,为了进一步减小其物理尺寸,反射器和引向器分别采用了弯折线和微带线加载电容的结构来实现。实验结果表明,此天线的电性能优于传统八木天线,且尺寸只有传统天线的1/3。经测试,这种天线在性能上不亚于传统的八木天线。