微机械多层短接式蓝牙天线

集成电路与微机械天线对于基底介质的要求不同,前者需要高介电常数的介质,而后者所需介质的介电常数则较低,要将两者集成到一起存在一定困难.为了满足蓝牙通信器件的需要,以便将微带天线与电路集成在一起,设计了背腔-短接式微带贴片天线,并采用微机械加工工艺制作了样品,其10dB带宽达到了10%以上,辐射效率为67%,长度仅为1/6波长,基本达到了蓝牙通信器件的要求.     

Investigation on lubrication condition of piston pin in real engine block with ultrasonic technique

In situ observations of variations in the lubrication conditions between a piston pin and a pin boss in a real automotive engine block operating under low rotational speeds, such as during activation of the engine, were carried out by measuring the echo height detected by an ultrasonic probe installed into the cylindrical piston pin. It was possible to estimate the oil film thickness directly within an accuracy of 1 µm by the echo height ratio reflected from the piston pin surface. The amplitude of the reflected wave (echo height) under the condition including an air bubble was higher than that without an air bubble, and the phase of the wave approached that of the dry condition. It thus became possible to detect cavitation between the piston pin and the pin boss. In particular, cavitations were continuously observed at the anti‐thrust side in the upstroke under 300 rpm operation. However, it was at least clarified that the lubrication condition in the thrust side of the piston pin supporting a load under a stable condition was sufficient to maintain safe operation, since a continuous oil film without a cavity was formed at the thrust side even for a low rotational speed. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于MEMS轻型陶瓷基片X波段微带天线的研究

通过对空中通信节点设备中X波段天线的设计，应用天线理论和MEMS技术进行研究，得到了平面阵列8个单元组成的天线，其性能满足了要求,并为空中通信节点设备中C波段、L波段轻型化天线的设计与制造提供了有效的方法。所研制的微带天线的实验结果，与应用HFSS软件计算仿真的结果基本一致。     

微波功率组件基板热阻研究

基于热阻解析模型,对微波功率组件基板热阻进行了理论分析,获得无量纲基板参数与基板热阻的关系曲线。借助于数值仿真计算了基板厚度对微波功率组件芯片温度的影响,并根据理论分析模型,分别测试了不同热耗和不同基板厚度条件下的芯片温度,分析了厚度、热耗和芯片温度的关系。试验结果与理论分析一致,研究结果有助于改善高热流密度微波功率组件的芯片性能。     

基于拓扑变换的共形超材料高增益微带贴片天线

微带贴片天线具有体积小、重量轻、剖面低、成本低、易于集成等优点,被广泛应用于各种通信、遥测和探测系统中。但是,微带贴片天线也存在定向增益低的缺点。为此,提出了一种加载共形超材料的高增益微带贴片天线。将方形开环谐振器（Split-ring resonator,SRR）拓扑变换为符合圆形衬底的SRR单元,SRR赋予抑制天线表面波的超材料效应。仿真结果表明,初始的圆形微带贴片天线的谐振频率为10 GHz,增益为6.12 dBi。加载10个拓扑SRR单元的天线的近场参数保持良好,远场增益为7.88 dBi,比初始天线增加了近2 dBi。     

基于MCS-51单片机的智能辐射测厚仪

分析了能广泛应用于金属轧制生产线上进行非接触式连续测量材料厚度的辐射测厚仪的工作原理，设计了智能辐射测厚仪的硬件和软件，利用单片机实现对测量数据的特殊处理、工作状态的自动识别、动态自动校正、动态温度补偿和人工修正等。实际应用表明，仪器达到了规定的技术指标，应用效果较好。     

场致发射公式的研究

在用Ｆｏｒｌｅｒ—Ｎｏｒｄｈｅｉｍ方程描述或检验场致阴极发射阵列（ＦＥＡ—ＦｅｉｌｄＥｍｉｔｅｒＡｒ－ｒａｙｓ）的特性时，由于简约，结果不太理想。本文试图给出一个普适的统一的理论公式，它考虑了空间电荷限制效应和温度的影响，并且对场强也没有特别的限制，可用于金属ＦＥＡ的数值计算。     

蓝宝石衬底损伤层厚度和折射率的椭偏测量

为了定量测量蓝宝石衬底在化学机械抛光过程中产生的损伤层厚度d和折射率n,提出了一种光谱椭偏测量法。首先,测量蓝宝石衬底反射光谱（波长范围：250~1650 mm）偏振态的改变量（即振幅比和相位差）：然后,通过光学建模和测量数据反演,获得损伤层d和n。实验研究了Al,0。和SiO,两种磨料加工蓝宝石衬底损伤层d和n的变化趋势,前者d呈现波动趋势且最小值（约1.4mm）出现在40min左右,后者d持续下降,在20min接近1mm;二者损伤层n均小于蓝宝石晶体n。另外,实验和仿真分析结果表明相位差与厚度变化趋势一致,因无需建模反演,可作为快速表征损伤层 d变化趋势的参量。总之,所提方法作为光学无损测量模式,适用于加工过程监测。     

60 GHz贴片天线用低温共烧陶瓷基板的微机械加工

为有效提升60GHz贴片天线及阵列的辐射带宽,提出利用微机械手段加工天线的低温共烧陶瓷（LTCC）基板。通过微切削方法在特定生瓷层上制作贯通结构,充填可挥发牺牲材料,完成基板叠压、烧结,待牺牲层升华排净后最终构成三维微结构。设计、制备了悬臂梁、围框结构和微管道等工艺样品。对天线设计电性能进行全波分析,并测试了微流道散热特性。实验结果表明：提出的方法成功解决了不同轴系各方向收缩率不一致、空腔塌陷等工艺问题,制作出的悬臂梁与围框尺寸高宽比达4∶1,总长为12mm,总层厚为1.4mm;内嵌微流道横截面为200μm×200μm,长度达25cm以上;内部光滑,基板表面贴装发热功率密度达2W/cm²的功率器件时提供40K以上的冷却能力;基板经过微机械加工后,天线的辐射带宽可从2.7GHz增加到5.3GHz,而增益的损失甚微。这些结果显示,用简单、低成本的微机械加工方法可在不显著增加制造成本的情况下有效扩增毫米波贴片天线的辐射带宽,为贴片天线阵中有源发射功率器件的设计和贴片天线的三维高密度集成提供了有效的技术支持。     

薄膜/基体结构的纳米压痕实验及其有限元分析

利用纳米压痕实验测定了氮化钛薄膜/高速钢基体中薄膜的弹性模量和硬度,并得到了纳米压痕过程的载荷—位移曲线;根据实验所得材料参数建立了纳米压痕实验的DEFORM计算模型,利用该有限元模型分析了不同薄膜厚度的膜/基结合处的切应力分布,研究了膜/基分离的可能性大小及分离位置与薄膜厚度的关系。     

基于有限元方法的25m天线座架结构热特性分析

通过对南山站太阳照射情况的研究,借助有限元分析软件得到天线座架在太阳照射作用下的瞬态温度场分布和热变形情况。建立天线有限元模型,计算在夏至日晴天无云情况下天线受太阳辐射、空气对流和周围环境长波辐射等边界条件下天线座架在不同时刻的热流密度曲线及温度分布;并对温度场分析结果与座架结构做热-结构耦合分析,得到天线座架的热变形分布。结果表明:在太阳照射作用下,不同时刻座架结构中各条梁的温度变化较大;同一时刻不同的梁的温度分布也有明显差异,最大温差可达9℃;热变形量的RMS最大可达1.8 mm,严重的影响到天线的指向。     

飞机蒙皮修理补片对气动特性的影响分析

利用欧拉方程计算了飞机机翼特殊部位蒙皮受损修补后,修理补片对气动特性的影响,并进行了粘性修正,从而为优化飞机蒙皮的实际修理工作提供了参考指标,具有较大的实际意义。     

Characteristics of wear results tested by pin-on-disc at moderate to high speeds

The use of a pin-on-disc configuration for investigating the wear mechanism or behaviour of solid materials is examined carefully since the results of such configurations differ from published data and some existing theories cannot be applied to such a configuration directly. The obvious contradictions include the following. The results between the arrangements of the rotating pin and the stationary pin under the same load and speed are different. The bulk temperatures of the rubbing specimens increase with the duration of testing, which may eventually arrive at a steady state. However, before the wear condition reaches a steady state, it will have continuously varied. Moreover, the friction coefficient increases with sliding speed when the applied load on the rubbing specimens is over certain levels. All these contradictions can be reasonably explained with the accurate prediction of bulk and flash temperatures at the contact area. To this end, this paper provides a more reasonable method for the calculation of temperatures and the real and apparent contact areas.     

基于核辐射探测器同位素厚度计自动测量系统的研究

基于核辐射探测器同位素厚度计自动测量系统,采用同位素核辐射探测器,利用单片机系统,通过软件编程设计。系统可灵活高效地进行测量过程管理和测量数据处理,实现了无接触、迅速、精确、连续、自动检测和控制。     

极紫外多层膜基底表面粗糙度综合表征技术

研究用不同清洗方法对硅基底表面粗糙度的影响,首先使用原子力显微镜(AFM)直接测量硅片表面粗糙度;然后,利用直流磁控溅射方法,在相同制备工艺条件下镀制M o/S i多层膜,使用X射线衍射仪(XRD)对多层膜二级衍射峰进行摇摆曲线扫描;最后,利用同步辐射测量多层膜的反射率,间接表征基底的粗糙度。结果表明,超声清洗后镀制的多层膜反射率最高,结论与AFM,XRD等表征方法一致。     

1m口径红外测量系统的辐射定标

为了测量空中目标的红外辐射特性,设计了一套1m口径红外测量系统的辐射定标装置。给出了红外测量系统辐射定标的数学模型,以腔型黑体和平行光管组合作为标准辐射源,建立了1m口径红外测量系统的辐射定标系统。考虑该红外测量系统的光谱响应具有选择性,若采用传统辐射定标方法易产生原理误差,故提出了一种基于光栅单色仪和标准辐射计的相对光谱标定方法。给出了该标定方法的数学模型并进行了相对光谱标定。最后,在外场以黑体作为模拟目标进行了辐射特性测量实验。结果表明,应用本文提出的辐射定标方法,1m口径红外测量系统的辐射特性测量误差最大值为9.5%,比传统方法平均减少了约8.7%,可满足实际项目指标要求,非常适合外场辐射定标的应用。     

微带贴片天线应变传感器优化设计研究

承载部件作为高端装备中最常见的结构单元,在役过程中受载荷和应力集中影响极易萌生裂纹,导致结构失效,实时监测结构关键部件的应变状态对保障结构健康至关重要。基于微波无损检测技术,揭示了矩形微带贴片天线的辐射元尺寸对其固有谐振频率的影响规律,探究了微带贴片天线谐振频率与应变的相互作用机理。矩形微带贴片天线可激发单频和双频谐振频率,改变矩形辐射元的长度或宽度,其谐振频率会发生频移。实验结果表明,当对金属接地板施加一定拉应力时,贴片天线几何尺寸会发生改变,其谐振频率也随之发生偏移,据此可推算出金属接地板的应变大小,这对关键承载部件的应变和裂纹实时监测具有重要的研究意义。