大间隙GaAs光导天线的太赫兹辐射频谱特性

从麦克斯韦方程出发,采用电涌模型对用飞秒激光触发大间隙光导天线产生的太赫兹脉冲远场辐射特性进行研究。文章分析了大间隙GaAs光电导天线的天线电极形状和参数、天线间隙对产生的THz脉冲频谱特性的影响。用制作不同间隙、天线形状的光导天线进行产生THz辐射的实验,仿真实验结果表明:大间隙光导天线的带宽为0.1 THz～2 THz,不同的电极形状主要影响1 THz～2 THz频段内的THz信号幅值;间隙更小的光导天线的频谱带宽稍宽,而且在1 THz以上的高频段信号略高一些。     

光电导开关面临的问题及发展趋势

光电导开关具有传统高功率脉冲器件不具备的优良性能,在产生高功率脉冲领域有很大发展潜力。使用光导开关能直接从直流电源产生电磁脉冲。根据各种应用对光导开关性能指标的不同要求,将其归纳为大功率脉冲应用与超短电磁脉冲应用两类。阐述了光电导开关在理论、实用化方面遇到的问题以及目前学术界、业界对其解决的方法。对各种解决方法做出评价并展望光导开关未来发展趋势。     

压电马达功率驱动电路的工程优化

压电马达需高压交流信号进行驱动,传统的驱动电路通过电感与马达构成谐振升压电路产生高压。分析指出了传统电路缺点在于谐振电路的输出信号不均衡且不稳定,而且需逐个微调马达对应的匹配电感。基于短时工作、轻载荷的应用环境,针对上述缺点提出了多级升压方案。新的方案减轻了谐振升压电路的压力。电感主要作用转变为调节电路功率因数。因此两相输出信号变得平稳、均衡,且无需微调电感,调试过程得以精简,利于批量生产。试验数据表明电路可输出±260 V的交流信号,驱动Ф11 mm行波压电马达正常工作,转速约600 RPM。     

GaAs光导开关暗态击穿原因分析

光导开关(PCSS)在暗态耐压测试中耐压值低于理论值.根据GaAs材料特性,分析了暗态下光导开关的击穿机理.指出碰撞电离与电流控制负微分迁移率效应是导致开关击穿的直接原因.使用Silvaco半导体仿真软件对模型进行了模拟计算,结果表明温度显著影响电场、载流子浓度分布,引起碰撞电离等效应加剧,造成器件耐压值偏低.仿真结果与实验值基本相近,室温下耐压水平为33～40 kV/cm.光导开关击穿特性与温度密切相关,改善光导开关散热条件可提高开关耐压水平.     

基于LPC2124的超声波电机驱动控制系统

针对行波型超声波电机的驱动控制特性,为方便电机调试,实现电机的转速或位置信号检测,检测电机首次启动时的环境温度,设计了一款基于LPC2124的驱动控制系统。采用传统的推挽电路实现功率放大,串联电感进行谐振匹配。运用LPC2124内置的脉宽调制器和A/D转换器,外加微调电阻,可实时调节PWM频率,从而方便电机的调试。霍尔传感器ATS642LSH结合固定在电机转子上的环形齿轮,检测电机转速或位置。采用LM75温度传感器,检测环境温度,给电机的首次启动提供一个参考温度。试验表明,系统能顺利检测环境温度,能稳定、可靠地驱动电机工作,同时检测电机的转速或位置信号。     

异面结构GaAs光导开关耐压特性研究

光导开关用于产生高功率脉冲,提高光导开关的耐压能力可有效提高器件的输出功率。用SIL-VACO软件对共面和异面电极结构的GaAs光导开关进行了仿真分析,比较了两者的击穿电压,指出异面开关耐压性能优于共面开关。对设计制作的3mm间隙宽度的GaAs光导开关进行了耐压特性试验,并结合模拟结果进行分析。模拟结果和试验结果表明：和共面电极结构相比,异面结构的光导开关具有更高的耐压能力,击穿电场可达7．67kV／mm。     

共面型GaAs光导开关的击穿特性研究

用ANSYS软件对暴露在空气中共面型GaAs光导开关进行了模拟仿真,根据其电场分布在X方向和Y方向的剖面图可以看出：在GaAs表面、电极、空气隙3种介质的交界面是极易发生击穿的区域,特别在电极的拐角部位。对用空气和Si3N4介质包覆开关表面时的电流分布进行了模拟比较,给出了X方向剖面图,结果表明：经Si3Ni4薄膜保护的GaAs光导开关的耐压能力可提高2个数量级。对设计制作的3mm间隙共面型GaAs光导开关进行了耐压试验研究,分别采用绝缘油、绝缘胶对光导开关进行了绝缘保护,并结合介质击穿理论对试验结果进行了分析。模拟和试验结果表明：适当的绝缘保护可以有效提高耐压特性,使绝缘强度达4kV／mm。     

俯仰/滚转耦合的大角度姿态测量算法

基于加速度计或陀螺仪的测姿方法均存在大角度条件下姿态角误差放大、突变问题。对大俯仰角测量,通过预置欧拉旋转法可确定冗余加速度计的布置方式,降低了俯仰角测量误差。对大俯仰角条件下的滚转角测量,提出基于角速率阈值判定的陀螺解耦测姿算法。当俯仰角速率大于设定阈值时,采用角速度投影可钳制滚转角误差的漂移;当俯仰角速率小于设定阈值时,采用角速度积分可避免角速度投影造成的姿态误差放大。通过理论推导、分析和仿真,预置欧拉旋转法能有效避免大俯仰角条件下俯仰角姿态误差放大,陀螺解耦测姿算法能在振荡环境下长时间保持滚转角精确度。     

航姿参考系统的改进杆臂效应补偿方法

振动环境下叠加在航姿参考系统（AHRS）加速度计敏感轴上的杆臂效应会对加速度计测姿精度造成极大的影响.本文对杆臂效应处理算法中的低通滤波法和力学补偿法进行分析.低通滤波法滤除杆臂效应会有整流误差残存.力学补偿法对杆臂效应中向心加速度项的补偿受限于陀螺测量精度,对杆臂效应中切向加速度项的补偿会因为直接对角速度微分求取角加速度造成误差激剧放大.针对低通滤波法与力学补偿法各自存在的不足,提出一种改进的杆臂效应补偿方法.对杆臂效应中的向心加速度项的补偿,设定角频率阈值作为判定值.在低于给定角频率阈值工况下采用低通滤波法,而在高于给定角频率阈值工况下采用力学补偿+低通滤波法.对杆臂效应中的切向加速度项的补偿,提出2种多加速度计构型,根据加速度计构型中各加速度计输出值,构造解析公式求解角加速度,避免直接微分法造成的误差放大.通过对改进补偿方法的理论推导、分析和仿真,并与低通滤波法和力学补偿法相对比,改进补偿方法显著地提高了杆臂效应误差补偿精度.     

GaAs光导开关耐压试验研究

对设计制作的3mm间隙共面型GaAs光导开关进行了耐压试验研究。试验中比较了光导开关的静态绝缘电阻、暗电流和击穿电压之间的关系,发现在1 kV时暗电流不高于3μA的光导开关在试验中击穿电压都在12 kV左右,这为试验前评价光导开关的耐压性提供了参考依据。采用不同方式对光导开关进行了绝缘保护,并结合介质击穿理论对试验结果进行了分析,结果表明:绝缘保护可以有效提高耐压特性,绝缘强度达4 kV/mm。