耦合结构对音叉式陀螺振动特性的影响

耦合结构对MEMS音叉式陀螺振动特性具有重要影响。针对一种典型结构的音叉式陀螺及其耦合结构,在分析其工作原理的基础上,建立了其驱动模态的振动模型。基于该模型,计算了在陀螺刚度不对称、驱动力幅值不对称及质量不对称三种情况下,该耦合结构对陀螺振动特性的影响。利用有限元仿真软件,对该耦合结构在三种情况下对陀螺振动特性的影响进行了仿真比较。计算与仿真结果表明,通过改变耦合结构尺寸,能够调整陀螺固有频率,进而对振动特性产生影响。根据结果,提出了音叉式陀螺耦合结构的设计准则。     

一种新型的毫米波紧凑波导双工器

利用电路等效分析法结合全波建模提出具有宽带工作特性的改进型H面T型结。结合交叉耦合原理和一腔多模理论,通过S参数的多项式综合和矩阵消零的方法提取滤波器耦合矩阵。设计了新型结构的双模交叉耦合毫米波双工器。测试结果表明,相比于传统的单模直接耦合双工器,这种双工器不但尺寸更加紧凑,而且具有更好的频率选择性及隔离度等优点。     

基于双芯光子晶体光纤的偏振分束器的设计

提出了两种基于双芯光子晶体光纤的偏振分束器。采用全矢量有限元算法,系统地研究了光纤结构参数对分束器耦合特性的影响。通过参数优化,设计出一种长度短、分光比高的偏振分束器,其长度为4.21 mm,带宽为27 nm,1 550 nm处的分光比高达88.2 d B。研究表明,相比于引入椭圆空气孔,改变空气孔尺寸所获得偏振分束器具有更好的性能。     

典型金属立体目标的毫米波辐射特性研究

针对规则金属立体目标的毫米波辐射特性数据库不完善的问题，对金属球、金属柱和金属立方体三种典型目标分别进行3mm和8mm两个波段辐射特性研究，并对比分析不同结构对目标毫米波辐射特性的影响。通过理论计算金属平面目标天线温度对比度，利用面元法推导出天线主波束范围内的金属立体目标表面的视在温度。在此基础上使用辐射计对不同金属立体目标进行实际的测量，分析了造成视在温度差异的原因。实验丰富了金属立体目标的毫米波辐射特性数据库，为典型金属立体目标成像和目标识别提供准确有效的数据支持。     

8mm波段含水量对砂土辐射特性影响研究

毫米波技术应用的基础是物体在毫米波波段的辐射特性的差异,但现阶段物体在毫米波波段的辐射特性的研究缺乏相关理论和试验验证支撑,因此进行了8mm波段砂土辐射特性和含水量相关关系的建模和仿真研究,通过菲涅尔折射定律及理想介质面波的连续性推导出了理想介质面的反射率计算公式,然后利用该公式进行了8mm波段水面辐射特性和含水量对砂土辐射特性影响的仿真,最后通过测量和计算增加砂土含水量对砂土辐射特性影响的定性试验进行仿真结果的定性验证。试验结果和仿真结果一致,砂土随着含水量的增加发射率在下降,砂土的亮温在下降,通过这一结论可以通过砂土亮温的变化定性反演出砂土含水量的变化,从而为毫米波技术在监测含水量等方面的应用提供一定的理论研究和试验验证支撑。     

K波段线性功率合成放大器的设计与研究

毫米波放大器的设计已经越来越倾向于以具有体积小、重量轻、直流功耗低等优点的固态器件通过功率合成技术来实现。在成熟的波导T型合成结构基础上加以改进,实现了该放大器的合成效率高、尺寸小、易于散热、易于模块化等优点,再配合新研制出的一种具有幅度／相位特性补偿的预失真结构加以辅助,最终达到了在K波段高线性的功率输出。     

可调谐矩形环DGS的滤波特性研究

提出了一种新颖的可调谐矩形环缺陷接地结构（DGS）,可以用来实现微波滤波器。对矩形环DGS进行了精确的时域有限差分法（FDTD）数值分析,研究了其几何尺寸变化对阻带特性的影响。将FDTD计算结果与有关文献的测量结果进行了比较,一致性很好,从而验证了FDTD程序的有效性和计算的正确性。在微带平面添加短截线,研究了短截线的尺寸变化对阻带特性的影响。通过研究可知,可以通过改变矩形环DGS的几何尺寸去调节该结构的截止频率,也可以通过调节短截线的尺寸来改变该结构的阻带特性。这种关系能为可调谐矩形环DGS的分析和设计提供有力的指导。     

W波段矩形波导滤波器的设计

为研究滤波器参数与其传输性能之间的关系,设计了一款含交叉耦合结构的W波段矩形波导带通滤波器。交叉耦合结构使滤波器的矩形系数减小25.7%,有效增强了带外抑制。不同中心频率的3款滤波器模型的仿真数据证明了滤波器腔体结构参数与其中心频率之间的比例效应。使用电磁仿真软件HFSS对滤波器的尺寸参数进行了扫描分析,结果显示,中心频率主要受腔体尺寸控制,耦合结构参数主要影响滤波器的损耗性能,耦合膜片厚度主要调节带宽。基于紫外光刻工艺对90 GHz滤波器模型进行了加工与测试,测试结果与仿真结果基本吻合。     

薄膜热电极尺寸效应分析及试验研究

薄膜型热电极作为薄膜热电偶结构的核心部位,其尺寸设计对热电偶功能及性能的实现起着重要作用;文章研究了热电偶电极薄膜的尺寸效应,建立了薄膜热电偶热电及热传导机理数学模型,分析了热电极尺寸对热电偶静态及动态特性的影响,设计并制作了不同尺寸规格热电极的薄膜热电偶,对热电极的尺寸效应物理性能开展了试验研究,试验结果表明热电偶电极薄膜厚度与动态响应时间呈正相关,长度、宽度、面积等尺寸参数对热电偶特性无明显影响,为薄膜热电偶电极尺寸设计提供了理论基础与工程依据。     

基于被动毫米波图像的金属目标特征提取方法[BT)]

针对探测金属目标时其中心难以确定的问题,提出了分割被动毫米波辐射图像过渡带的算法以精确获取其几何尺寸及特征；通过实测金属立体目标的辐射数据矩阵进行成像,对毫米波辐射图像进行基于Canny算子的边缘检测与分析,结合金属目标辐射特性以及天线参数分割目标边缘过渡带,计算金属目标的面积、周长并提取其中心位置；实验结果表明,该方法误差控制在9.3%以内,可以精确提取金属目标几何特征及目标中心。     

太赫兹波科学与技术

太赫兹波是一个非常有科学价值但尚未被完全认识和利用的电磁辐射区域，它在成像、医学诊断、安全检查、信息通信、空间天文学乃至军事等领域都有着广阔的应用前景。从总体上介绍了太赫兹波的独特性质、应用领域，阐述了太赫兹波的产生、太赫兹波探测的机理和方法，并简单讨论了太赫兹技术的发展前景：被誉为21世纪影响人类未来的十大技术之一的太赫兹波科学技术，将会在未来的数十年间逐渐成熟并得到广泛的应用。     

光纤倏逝波生物传感器的结构研究

光纤倏逝波生物传感器的性能主要体现在探测能力和简便性两个方面,为了提高其探测极限和野外适应性,针对光纤探头的倏逝场激发能量和系统结构的整体性进行了较为系统的研究,分析了三种不同发展阶段的系统结构,设计和搭建了一种目前发展的基于光纤束的荧光光纤倏逝波生物传感器系统,以此系统为基础进行了实验检测并取得了较为满意的检测效果.最后给出了下一阶段的系统结构发展方向并分析了其优越性和可行性.     

基于谱的三维随机海浪数值模拟研究

为有效地模拟三维波浪,从已有的统计观测结果出发,应用P-M谱和SWOP方向函数的基础上,建立了风浪的三维随机波面数学模型,该模型采用多个随机余弦波叠加来模拟随机波浪曲面。最后利用Matlab实现了该算法,结果表明这种方法能有效地模拟三维随机海浪。     

隐蔽脉搏波潮波定位研究

中心动脉压的临床医学意义虽大于传统肱动脉和桡动脉血压,但其推算方法一直以来受基于有创伤数据的通用转换函数(General Transform Function,GTF)的建立和桡动脉脉搏波中隐蔽潮波位置的确定的约束。提出利用公开的有创伤中心动脉数据(麻省理工学院医学院的MIMIC重症监护数据,MIT MIMIC),通过傅里叶变换获得GTF,根据中心动脉收缩压数值,结合小波变换,反推脉搏波的隐蔽型潮波位置。研究发现,桡动脉脉搏波经小波sym4和haar变换后,其各自第3阶差值波的最大值后的第6个过零点为隐蔽型潮波位置。实验结果表明,利用所提方法获得隐蔽型潮波位置的识别准确率达到91.11%。     

改进的Mean Shift滤波在砂砾岩图像分割中的应用

砂砾岩图像成分颜色多样、色彩不均,要有效地进行分割,提取砾岩颗粒,图像预处理就显得尤为重要。MeanShift滤波相比传统的滤波算法具有更好的平滑特性,能很好地消除噪声和色彩不均对后续分割造成的影响,但运算速度较慢。针对该问题,提出利用高斯金字塔和像素点赋值方法改进Mean Shift滤波算法速度。采用改进后的Mean Shift滤波算法对砂砾岩图像进行预处理,然后进行分割,提取粒岩,取得了较好的效果。     

基于稀疏表示的兰姆波模态分离方法研究

针对超声阵列检测过程中兰姆波的频散和多模态特性带来的信号分析困难问题,提出了一种基于稀疏表示的兰姆波模态分离方法,并将其应用于金属板结构兰姆波模态分离中。根据S;和A;模态兰姆波在时域上的波形差异,研究S;、A;单模态字典和复合字典的构造方法,将待测信号在复合字典上进行稀疏分解,采用带相干性准则的最小角回归算法求解稀疏系数,从多模态信号中提取S;、A;单模态信号。将所提出的方法应用到仿真和实验信号分析中,结果表明,该方法可以很好地实现检测信号中单模态兰姆波信号的提取。研究工作有助于解决金属板结构中多模态兰姆波的模态分离问题。     

圆柱壳弹性波超材料分级排列的带隙拓宽方法研究

圆柱壳弹性波超材料的弯曲波带隙拓宽问题限制其满足实际工程中的宽频隔振要求,针对该问题,本文首先研究了基于局域共振机理的圆柱壳弹性波超材料弯曲波带隙特点,研究局域谐振器质量和弹簧劲度系数的关系,然后将周期分级排列的组合方式应用于圆柱壳类弹性波超材料的带隙拓宽中,并利用有限元法进行能带结构和振动传输特性计算.研究结果显示：该方法可实现弯曲波带隙的拓宽;利用组合法构建的轴向周期分级排列圆柱壳弹性波超材料可实现705-1226Hz频率范围内弯曲波的高效衰减,带隙拓宽至分别为单一谐振器的2.55倍,这表明该方法在宽频减振方面具有明显优势,应用前景广阔.     

基于小波变换的岩体AE波形特征研究

文章对室内声发射事件能率与应力的关系及波形特性进行了分析。通过小波变换,将室内岩体声发射等波形分解成低频和高频信号,对其原始声发射波形、细节信号和近似信号进行比较与分析,结果表明岩体在变形损伤破裂过程中不同时期的声发射波形特征不同。据此,可建立声发射波形特征库,用于预测预报岩体受损变形过程的发展趋势和规律。对含有信号部分的小波系数进行重构后,该信号与原始信号的误差小于10-10,说明小波分析可使岩体声发射波形特征预测预报的准确度和可靠性得以提高。     

海浪实时绘制中波浪谱的选择

Phillips 谱是海浪实时绘制中常用的波浪谱。首先分析了Phillips 谱的结构, 指出该谱是一个瞬时空间谱,其频率谱符合Neumann 形式,与P-M 谱接近,其方向分布函 数为国际拖曳水池会议推荐的形式。令P-M 谱与Phillips 谱具有相同的单位面积波能,给出 了Phillips 谱风速的确切含义并计算出该谱的常数。除了使用Phillips 谱,还尝试其它形式 的谱。用P-M 谱和cos-2s 形式方向分布函数构造了瞬时空间谱PM-cos2s 形式,用JONSWAP 谱和Poisson 形式方向分布函数构造了瞬时空间谱J-Po 形式。比较3 种谱的绘制结果发现, 使用Phillips 谱、PM-cos2s 谱的绘制结果均能反映风速对海浪的影响,不能反映风距的影响, 使用J-Po 谱的绘制结果既能反映风速、也能反映风距对海浪的影响,且三者的绘制帧率一 致。如果要选择适合航海模拟器中海浪绘制的瞬时空间谱,该谱的风参数既应包括风速,也 应包括风距,且生成波应在风向的(-,]范围内,因此J-Po 谱在三者中最适合航海模拟器。 绘制结果已应用于航海模拟器中。     

暂态行波电流放大器的精度和频率优化

在行波测距装置的研发和校验过程中,稳定、可靠的暂态行波测试仪不可缺少,而暂态行波电流放大器是其重要的一环.针对目前电流功率放大器电路结构的缺点,提出了一种改进的功率运放扩流电路设计方案.使用功率运放直接推动扩流三极管,减少了驱动级数;使用独特的浮地偏置电路,解决了交越失真问题.运用理论分析和实际电路相结合的方法,对放大...