“电磁场与电磁波”教学方法再探索

《电磁场与电磁波》是电类专业必修的专业基础课,该课程具有物理意义深刻、数理逻辑严密、章节内容环环相扣等特点,容易引起学生的畏难情绪和厌学心理。立足于该课程的教学现状,从教学方法、课程思政等方面展开实践,致力于提高学生学习的积极性和学习动力,增强学生的专业能力和综合素质。     

空间冷光学长波红外相机的设计与验证

为满足红外成像产品在复杂多变环境下的适应性并实现产品的使用功能,对空间冷光学长波红外相机设计进行了研究。首先进行了相机的结构设计;然后运用Partarn/Nastran有限元软件对相机进行了分析,探究了温降和重力对各透镜面形的影响,计算了相机的前三阶模态,并对相机进行了波像差测试;最后在真空低温环境下完成了相机的调制传递函数(Modulation Transfer Function, MTF)测试。试验结果表明,相机中心视场面形的均方根(Root Mean Square, RMS)值优于1/50λ,MTF计算值为0.18719,满足低温红外相机成像的精度要求。     

声表面波小波处理器的计算机模拟与仿真

由于缺乏基本的计算机模拟与仿真手段,我们无法在试制样品前预估所设计的声表面波小波处理器的性能参数。因而,一旦设计参数出现偏差,所试制的样品的性能指标也就不可能满足设计要求,这不但延长研发周期,而且浪费大量不必要的研发经费。为此,该文介绍了一种对声表面波小波处理器进行计算机模拟与仿真的模型,并将其用于声表面波小波处理器的设计研制中,以期在样品试制前对其进行计算机模拟与仿真,直至模拟与仿真结果满足设计要求后再进行样品试制与测试,以尽可能地缩短研究周期,节约研究经费。理论与研究结果表明,采用该文介绍的计算机模拟与仿真模型对声表面波小波处理器进行计算机模拟与仿真,其模拟仿真结果与实测结果相比,其误差小于1%,基本能满足设计研发工作的需要。     

矩形波导加载光栅结构的太赫兹振荡器

本文采用矩形波导加载光栅的慢波结构作为太赫兹返波管的高频结构,通过理论分析和电磁仿真研究了该慢波结构的色散特性和互作用阻抗,理论分析结果和仿真结果能很好地吻合。在理论分析的基础上,设计了一个中心频率为340GHz的返波管,经粒子模拟软件计算,在较低电流密度的情况下该返波管输出功率达100mW且可调带宽约30GHz。     

The energy-efficient implementation of an adaptive-filtering-based QRS complex detection method for wearable devices

Electrocardiogram (ECG) can be used as a valid way for diagnosing heart disease. To fulfill ECG processing in wearable devices by reducing computation complexity and hardware cost, two kinds of adaptive filters are designed to perform QRS complex detection and motion artifacts removal, respectively. The proposed design achieves a sensitivity of 99.49% and a positive predictivity of 99.72%, tested under the MIT-BIH ECG database. The proposed design is synthesized under the SMIC 65-nm CMOS technology and verified by post-synthesis simulation. Experimental results show that the power consumption and area cost of this design are of 160 μW and 1.09×10⁵ μm², respectively.     

一种频相扫阵列天线研究

研究了一种频相扫体制的阵列天线.天线采用空气带状线结构的馈电网络,结合宽带单元天线,实现了该阵列天线在一维上频扫、另一维相扫的特性.通过仿真、优化确定各部分尺寸,并对其进行了实物加工和测试,测试结果表明:1）空气带状线馈电网络的损耗相对较小,平均为2.5 dB;2）该阵列天线的相对带宽达到14.7%（在雷达领域属于宽带天线阵列）,其二维扫描角度均大于60°,在全带宽范围内,副瓣电平优于-18.5 dB,实现了一种频相扫体制的阵列天线.     

大型短波广播发射台电磁辐射环境非等距网格测量法

大型短波广播台源项众多,影响区域内的电磁辐射水平分布情况复杂,目前常用的电磁辐射源环境检测方法均无法全面准确地测量出其对周边电磁辐射环境的影响情况,为此提出一种基于最大相对误差控制算法的非等距网格测量法.该方法根据大型短波广播发射台周边电磁场变化规律理论分析结果,控制网格拟合值与网格内理论计算准确值的最大相对误差,考虑现场环境对电磁场变化影响和检测点位布设可行性确定检测网格尺寸,在电磁场强度变化很大的区域采取小网格提高检测取样的抽样率,在电磁场强度变化不大的区域采取大网格降低检测取样的抽样率,不仅保证了测量结果的精准度,同时也合理地降低了实际工作量.     

“ 电磁场与电磁波” 的课程思政教学设计

针对《电磁场与电磁波》课程教学过程中的课程思政设计问题,围绕课程的教学目标,分别从教学过程的三个环节就如何有机融入思政要素进行了举例分析,强调了课程思政要素的引入应以提高教学效果为目标、以润物无声为基本原则,最后总结了在本门课程中可适当引入的思政要素。     

基于MUSIC算法高频地波雷达的角分辨率

给出了基于MUSIC方法估计海洋表面径向流方位(DOA)时，高频地波雷达角分辨率的定义、误差及其估计方法。讨论了海洋回波信噪比、样本数、阵元数等因素对海流角分辨率的影响，根据实际情况对上述影响进行了模拟，结果符合项目要求。     

连续波半主动雷达制导空空导弹截获跟踪距离计算

分析了连续波半主动雷达制导导弹导引头工作电磁环境和对武器系统攻击区的影响，建立了热噪声和杂波干扰环境下导引头截获距离方程，分析推导了直波泄漏干扰，地杂波干扰的计算公式，并在此基础上给出了导弹允许攻击区计算公式。