低温烧结NiCuZn铁氧体材料及叠层片式电感应用研究

从模拟向数字、定频向变频、接插件向平面片式化的方向发展是当前电子信息技术变革的主要方向,而叠层片式电感器件及其相关的低温共烧铁氧体材料,则是实现无源接插件向平面片式化发展的技术瓶颈。通过理论分析、材料研制以及器件应用验证三位一体的研究模式,实现了从材料微观、宏观性能的分析到材料研制途径和工艺优化以及片式器件设计及制备的综合调控,为开发高性能的低温烧结NiCuZn铁氧体材料及叠层片式电感器件奠定理论和实践基础。在理论研究方面,首先分析了决定低温烧结NiCuZn铁氧体材料主要磁性能:包括起始磁导率、品质因数、饱和磁感应强度、居里温度和矫顽力等的关键影响因素,为材料研制过程中如何控制和改善这些磁性能提供了重要的理论指导。然后又从物质迁移的角度探讨了促进NiCuZn铁氧体低温烧结和致密化的有效途径。此外,为了实现低温烧结NiCuZn铁氧体能够根据磁导率目标要求进行材料配方的"量身定制",还结合理论推导和数值拟合得到NiCuZn铁氧体磁导率的半经验计算公式,并基于遗传算法建立配方优化设计程序,大大提高了材料研发的效率和速度。在材料实验研究方面,分别采用了三种方法,即氧化物法、sol-gel法以及复合法对低温烧结NiCuZn铁氧体展开研究。在氧化法材料研制过程中,首先明确了NiCuZn铁氧体配方设计的基本原则,并在此基础上详细研究了主配方中CuO含量对材料烧结特性、微观形貌及电磁性能的影响,确定当主配方中x(CuO)为10.2%时,能较好兼顾材料低温烧结和高电磁性能的要求。此后通过对比实验,详细研究了预烧温度、球磨时间以及升温速率等制备工艺参数对材料烧结特性和电磁性能的影响。确定了低温烧结NiCuZn铁氧体最佳的预烧温度为800℃;最佳的二次球磨时间为24 h;最佳的升温速率应≤2.5℃/min。最后研究了不同的掺杂组合模式对材料性能的影响,明确了获得高磁导率的掺杂模式为:加入物的最佳质量分数是1.5%Bi2O3+0.3%WO3;兼顾高磁导率和高品质因数的掺杂模式为:1.5%Bi2O3+0.3%WO3+0.2%Co2O3。在sol-gel法低温烧结NiCuZn铁氧体材料研制过程中,首先对工艺过程中形成的干凝胶、自蔓延燃烧粉末以及最终烧结样品的晶相结构进行了分析。明确了经过自蔓延燃烧后的粉末已经铁氧体化,且粉末颗粒尺寸仅为几十纳米,具有很好的表面自由能。然后将sol-gel法与氧化物法制备样品的烧结特性和电磁性能进行了综合对比,详细分析了两种低温烧结铁氧体制备方法各自的技术优劣。此后,又采用了综合氧化物法和sol-gel法的复合法进行低温烧结NiCuZn铁氧体材料的研制。研究发现,纳米铁氧体微粉掺杂对促进NiCuZn铁氧体的低温烧结效果明显。这是由于具有高活性的纳米微粉均匀混合到氧化物法制备的微米级粉料中,增大了颗粒之间的接触面积及互扩散的缘故。同时,复合法能够避免氧化物法和sol-gel法各自技术上的一些缺陷,因而有望获得更好的材料电磁性能。在片式电感应用研究方面,首先基于有限元计算和电磁场仿真的思想,借助HFSS软件,进行片式电感结构的优化设计及性能的仿真预测。明确了对于0603型片式电感,当采取绕线长边长a=1 200μm,短边长b=500μm,绕线线宽w=100μm,绕线距上下边距μ=150μm时,能获得较好的片式电感性能。同时,通过拟合得到片式电感的感量与叠层匝数之间的指数关系。此后,对片式电感制备工艺流程进行了详细分析,明确了一些工艺控制的关键技术。最后,采用研制的低温烧结NiCuZn铁氧体材料,按照优化的片式电感结构,在电子科大LTCC工艺线上进行了片式电感的实际研制。经验证,实际制备的片式电感的感量比仿真预测值偏低,这主要是由于片式电感磁芯的磁导率与标样环有一定的差异所致,但电感量与叠层绕匝数之间的指数关系与预测值较为吻合。     

舰载天线辐射场的计算及分布特性研究

对舰载天线辐射场分布特性进行分析,是研究舰船电磁兼容性及工程建设的关键环节。为此,采用FEKO软件建立了舰船及天线的全尺寸仿真模型;基于多层快速多极子理论,给出了舰载天线辐射场的计算公式;以上述研究为基础,分别仿真计算了天线载体、天线频率及天线倾角对辐射场分布的影响规律。研究成果对提高舰载天线电磁兼容适应性具有一定的参考价值。     

一种新的前向神经网络部件冗余容错方法

多层前向神经网络(MLP)的容错性有两种主要的研究方法:改进算法和部件冗余.前一种方法需要耗用大量的学习时间,对大型网络是不适用的.Phatak曾提出了用后一种方法进行MLP的单故障容错的一种网络结构,但是冗余部件数庞大,尤其对于大型网络.本文提出了一种新的冗余体系结构,针对单隐层MLP的单故障容错问题.这种体系结构充分考虑了不同权值的不同重要度,解决了原体系结构的仅值瓶颈问题,可以显著减少冗余部件数,尤其对于大型网络,更具有优越性.     

WCDMA中一种新的信道估计方法

本文介绍了第三代移动通信标准WCDMA(FDD)中基于时分复用的导引符号辅助瑞利衰落信道下的信道估计.提出了一种新的利用两个连续时隙的导引符号估计出的信道参数进行最小二乘意义下二次曲线内插的信道参数估计方法.仿真表明本方法能有效地估计出时隙中数据段的信道参数,尤其在高速及变速运动情况下,Rake接收机的性能得到了显著的改善.     

多层纳米微结构的制备与陷光机理研究

采用电化学腐蚀方法在单晶硅片表面制备了折射率渐变的多层纳米微结构。用扫描电镜和UV-VIS-NIR分光光度计分别分析了多层纳米微结构的表面形貌和反射率。研究了腐蚀电流密度和腐蚀时间对微结构减反射性能的影响并分析了多层纳米微结构的陷光机理。结果表明:硅片表面的纳米孔径随着腐蚀电流密度和腐蚀时间增加而增大,初始腐蚀电流密度为12.25mA/cm2和腐蚀时间为2s时,表面最大的纳米孔径为30nm,在400nm～800nm的可见光波长范围内的反射率为3.4%,在200 nm～2000nm的宽波长范围内反射率仅为5.8%,远小于常规金字塔对应的反射率。这种宽波段范围的低反射率来源于多层纳米微结构中邻层相差很小的等效折射率。     

TMWSNs中一种确保数据完整性的高能效时空Top-k查询协议

时空Top-k查询是TMWSNs（双层移动无线传感网）中的一类重要查询.在敌对环境中,攻击者易通过捕获TMWSNs中的关键节点来破坏时空Top-k查询的数据完整性.提出一种确保数据完整性的时空Top-k查询处理协议VIP-TQ.该协议利用虚拟化节点技术与绑定加密技术通过构建传感器节点的数据预处理方法、数据存储节点的时空Top-k查询处理方法以及Sink端的数据完整性验证方法来实现TMWSNs中时空Top-k查询的数据完整性保护.理论分析和实验结果显示,VIP-TQ能够以100%的概率侦测出不完整的时空Top-k查询结果,并具有相对已有方案更高的能效性.     

软X射线多层膜光栅

详细介绍了软X射线多层膜光栅的国内外发展概况和广阔的应用领域，全面分析了它的制作工艺，并指出制作多层膜光栅的关键技术及解决方案。     

Modeling and analysis for multilayered complex communication network of satellite navigation system

This study is extended to construct the network model, the node model, and the link model of complex communication network for satellite navigation system (CCN‐SNS) based on the hierarchical architecture. Firstly, a method called snapshots was proposed to describe the dynamic topology for CCN‐SNS; secondly, another method was put forward to model the different nodes of the CCN‐SNS; thirdly, the different links between every two different nodes were modeled. Therefore, based on the OPNET tools, a simulation for the CCN‐SNS, which contains the models that proposed earlier used to analyze the navigation accuracy and network transmission performance, was performed.     

多层交替结构Ga2O3/ITO深紫外透明导电膜

Ga2O3/ITO alternating multilayer films were deposited on quartz glass substrates by magnetron sputtering.The effect of the multi-period on the structural,optical and electrical properties of Ga2O3/ITO alternating multilayer films was investigated by an X-ray diffractometer,a double beam spectrophotometer and the Hall system,respectively.A low sheet resistance of 225.5Ω/□ and a high transmittance of more than 62.9% at a 300 nm wavelength were obtained for the two-period alternating multilayer film with a thickness of 72 nm.     

用一维多元光子晶体实现光学梳状滤波的数值研究

把传输矩阵方法推广应用于研究一维多元光子晶体实现光学梳状滤波.数值结果指出,要实现光学梳状滤波,首先要找到合适的组元个数,并通过调节组元位置和厚度找到所需要的禁带中心位置与宽度;其次根据梳状滤波的梳齿数目、位置和透过率等具体要求,通过调节缺陷组数、缺陷组相对位置、缺陷组各组元厚度而达到梳状滤波设计的目的.