直流电场下特高压背风子导线过冷雨滴碰撞系数研究*

特高压直流输电线路在高海拔或低气温环境下易发生覆冰现象。由于迎风与背风导线的间距较小,雨滴轨迹及背风导线流场会受到迎风导线的影响。然而,针对碰撞系数或覆冰特性的研究多集中在单根导线风场大小、雨滴粒径等关键参数,鲜见涉及电场条件下分裂导线背风子导线碰撞系数的讨论。为此,结合拉格朗日法对雨滴撞击背风子导线表面的过程进行数值分析。利用ANSYS Fluent中的电磁场模块对分裂导线施加电场,分析了电场强度、导线间距及导线夹角等参量对碰撞系数的影响。研究表明：电场强度在0~50 kV/cm的范围内,导线碰撞系数几乎呈线性衰减,衰减率约为55%;电场场强大于50 kV/cm时,碰撞系数衰减幅度进一步增大。随着导线间距的增加,背风子导线的碰撞系数逐渐升高,随后保持不变。导线夹角不为0°时,风速4 m/s工况下的碰撞系数平均值约为0.6543,最大幅度为1.9%,风速10 m/s工况下的碰撞系数平均值约为0.8395,最大幅度仅为1.2%,碰撞系数几乎不发生改变。     

功率器件热网络建模综述*

功率器件结温的准确监测,对其可靠性评估、寿命预测及所处系统的优化运行方面都有至关重要的影响。相较于其他方法,热网络建模法不仅能实现结温的离线预测,而且能在一定程度上实现在线监测,因此具有广泛的应用前景。以传统热网络理论的由来为基础,归纳了近年来热网络的发展状况,梳理了热网络参数的提取方式,重点介绍了瞬态热阻抗法,并通过相应的仿真进行说明。在此基础上概述了热网络在线监测的最新进展,展望了功率器件热网络建模的未来研究方向。     

相位调制微波光传输链路特性分析（特邀）

常规的微波光子系统采用强度调制方式实现微波信号的电光转换,由于调制器采用马赫-曾德尔干涉结构(MZI),系统性能不仅受到自身正弦响应特性的制约,而且需要进行偏置点控制,因此存在动态范围受限、系统控制复杂以及3 dB固有损耗带来的效率不足的问题,而采用相位调制可避免该问题。围绕相位调制光传输链路,为了完成相位调制信号的光电解调,文章提出采用薄膜滤波器通过边带抑制与边带选通两种方式实现相位调制到强度调制的转换,并分析了链路射频性能与器件参数之间的映射关系。实测对比了相位调制与常规强度调制链路之间的传输特性,通过分析可知,在相同链路配置条件下,相位调制链路具有更高的传输效率,而且光滤波带来的均衡作用,使得相位调制链路的3 dB带宽比强度调制链路大两倍。     

面向电网监测激光光纤供能的瓦级光伏转换器研究

激光光纤供能技术因其安全性和可靠性特别适合应用于电网监测设备的供电中。电网监测对激光光纤供能提出了瓦级功率需求,作为核心组件,具有高光电转换效率的激光光伏转换器对供能系统的长期可靠运行至关重要。基于砷化镓的单PN结光伏转换器可在较低输出功率下获得很好的光电转换效率,但由于开路电压低,增加电流和输出功率会带来高电阻损耗,导致转换效率降低。本文研究了基于单片集成垂直串联多个PN结子电池以提高开路电压和输出功率的方法,并对研制的多结光伏转换器进行了表征测试。测试结果表明,五结光伏转换器的开路电压接近6 V,能以大于54%的转换效率输出5 W功率,且能在较大输出功率范围（约1 W~8 W）保持50%以上转换效率。具体应用中,可根据监测设备的负载功耗和工作条件做进一步优化设计。     

面向复杂大气扰动的GB-InSAR相位误差补偿方法

大气扰动是地基干涉合成孔径雷达（GB-InSAR,Ground-Based Interferometric Synthetic Aperture Radar）测量的主要误差源之一。在复杂大气条件下,常规的大气相位补偿方法不再适用,本文提出了一种基于PS（Permanent Scatterer,永久散射体）技术的改进方法。该方法首先通过Delaunay三角网建立临近PS对,分析各临近PS对的差分相位序列标准差,实现PS集合中的噪声点或部分形变点的滤除;然后根据气象数据估计出参考大气相位序列,通过计算剩余PS的干涉相位序列与参考大气相位序列的MIC（Maximal Information Coefficient,最大互信息系数）,结合空间维相干系数,采用双阈值实现稳定 PS的选择;最后采用Kriging插值拟合方法,实现复杂大气条件下的大气相位估计。采用本文所提方法,对九道拐区域实测数据进行了处理,相比于常规方法,有效降低了大气相位补偿误差,保证了GB-InSAR的形变测量精度。      

一种基于Arnold置乱和DCT编码的无载体信息隐藏方法北大核心CSCD

近年来十分火热的搜索映射式无载体信息隐藏虽具有一定的鲁棒性,但其隐藏容量较低、传输负载大且算法复杂度高。针对以上问题,该文章提出一种基于Arnold置乱和离散余弦变换(discrete cosine transform,DCT)编码的无载体信息隐藏方法。该算法先对图片进行Arnold置乱,再对DCT后的低频系数进行编码,接着更换置乱参数来构建索引表。选择索引表中与秘密信息相同的编码值所对应的参数构建候选队列,最后筛选出鲁棒性强的参数作为密钥发送给接收方。实验结果表明,该方法与现有方法相比大大提高了嵌入容量,拥有更强的抗JPEG压缩性能。并且减少了传输负载,算法简捷,具有较强的应用价值。     

轨道角动量光束非线性转换研究进展北大核心CSCD

轨道角动量(OAM)是光的一个重要的自由度。由于携带OAM的光束具有特殊的强度相位分布以及力学效应,使得此类光束在高速光通信、测量、成像、光镊和量子信息中具有广泛的应用。关于OAM光束在准相位匹配晶体(QPM)中的频率变换研究,一方面可以研究OAM光束参与非线性相互作用时与高斯光束不同的物理机制;另一方面,非线性过程提供了多种有效的光场调控手段,可以实现携带OAM光场不同自由度的精细调控,为满足不同的光学应用奠定基础。综述了近十年来OAM光束在QPM晶体中的非线性转换研究主要进展,具体包括:非线性过程中OAM光束的守恒、传输、演化和干涉行为研究,高效率的OAM激光和单光子态频率转换研究,OAM频率转换效率模式非依赖性研究,矢量光束的频率转换研究,以及无后向选择的高维OAM纠缠态的制备研究。最后讨论和展望了OAM在QPM晶体中频率转换方面的未来研究趋势。     

n型单晶硅片的电阻率和扩散方阻对IBC太阳电池电性能的影响

叉指背接触式(IBC)太阳电池因正面没有金属栅线遮挡,具有较高的短路电流,且组件外观更加美观。但由于IBC太阳电池正负电极在背面交叉式分布,在制备过程中需要采用光刻掩模技术进行隔离,难以实现大规模生产。采用Quokka软件仿真模拟了电阻率和扩散方阻对n型IBC太阳电池效率的影响,并对不同电阻率和扩散方阻的电池片进行了实验验证,从n型单晶硅片电阻率的选择和扩散工艺优化方面为IBC太阳电池的规模化生产提供了理论基础。实验结果表明,电阻率为3~5Ω·cm、扩散方阻为70Ω/时,小批量生产的IBC太阳电池平均光电转换效率可达23.73%,开路电压为693 mV,短路电流密度为42.44 mA/cm²,填充因子为80.69%。     

一种解抛物型方程的三层九点高精度加权差分格式

针对一维齐次常系数抛物型方程,采用显隐格式加权,构造出一种在时间和空间上分别达到四阶和八阶的高精度差分格式,通过理论推导,给出了满足稳定性条件的网比取值范围.通过数值实验及与文献方法的对比,验证了本文格式在满足稳定性的基础上可以达到预期的理论精度.