过模同轴-2路矩形波导功分器的设计与实验

为了在高功率微波系统中实现过模同轴波导到2路矩形波导的高效率模式转换,研究了一种过模同轴-2路矩形波导功分器.该功分器将径向线作为同轴波导到矩形波导的模式转换过渡结构,先将过模同轴波导TEM模分为4路矩形波导TE₁₀模,再将4路矩形波导合成为2路,有效抑制了过模波导中高阶模式的产生,实现了较高功率容量和传输效率.设计和实验结果表明:该功分器在中心频率2.88 GHz下驻波系数为1.04,传输损耗为0.15 dB,输出不平衡度为0.15 dB,设计功率容量为4.52 GW,满足高功率应用需求.      

GW级高功率径向线螺旋阵列天线

为提高高功率径向线螺旋阵列天线的功率容量,实现GW级高功率微波定向辐射,通过对螺旋线单元天线和阵列布局的改进,设计了功率容量大于1GW的4圈48单元磁探针径向线螺旋阵列天线,并对其进行了理论分析、数值模拟和试验研究．测量结果表明：在3．6～4．1GHz范围内,天线增益大于22dB,轴比小于2dB,口径效率大于55％．     

18单元线极化径向线阵列天线优化及实验研究

为了改善18单元线极化径向线阵列天线的辐射性能,通过改变子阵馈电网络封口形状并优化馈电探针、改进单元天线和适当减小阵列天线单元间距3种方法,对阵列天线进行优化,对反射特性和辐射特性进行理论分析、数值仿真和实验研究.仿真结果表明:中心频率1.57 GHz上的反射系数为0.067,增益为18.73 dBi,轴比为-39.82 dB;在1.43～1.76 GHz范围内,反射系数小于0.15.实验结果表明:中心频率1.57 GHz上的驻波比为1.19(对应的反射系数为0.087),增益为17.65 dBi,轴比为-39.2 dB;在1.47～1.77 GHz范围内驻波比小于1.4(对应的反射系数为0.17).仿真结果与实验结果相符.     

X波段4单元矩形径向线馈电螺旋阵的设计

为探索高功率高增益天线的实现途径,提出并设计了一种矩形径向线馈电螺旋阵.阐述了矩形径向线馈电螺旋阵的工作原理,对辐射单元、耦合探针和馈电系统进行了详细设计,进而得到一个X波段4单元阵列天线模型.对该模型进行的数值模拟结果表明,在8.5~10.3 GHz的频带范围内,天线反射系数小于0.1,增益大于12 dB,轴向轴比值小于1.9.     

电动车在线供电系统高效配电方案

针对电动车在线供电系统存在严重的传输损耗问题,设计了一种高压传输-低压激励的高效配电方案.该配电方案采用高压导轨传送电能,以减小输送过程中的能量损耗;采用低压激励方式,以增强导轨的功率发射能力.给出了配电方案的基本框架,阐述了其工作原理;分析了传输损耗的机理,导出了传输损耗的计算表达式,并探讨了分段连续切换供电方法.最后,通过仿真分析和实验对该配电方案和分段连续切换供电方法的可行性和有效性进行了验证.分析结果表明,当传输距离约大于70 m时,该配电方案的传输效率具有明显优势,可以提高系统的远距离能量传输效率.      

非对称双脊波导传输特性研究

运用有限差分法分析了非对称双脊波导传输特性,给出了非对称双脊波导的主模截止波长、单模带宽和场结构,并且与对称双脊波导的传输特性进行了比较,发现非对称双脊波导可以进一步实现波导小型化,这在微波工程中具有重要意义.数据对设计不对称脊波导具有重要参考价值.     

基于快速一致性的微电网分布式控制策略

在微电网传统下垂控制中,针对系统负荷变化时所引起的频率波动及功率分配不合理的问题,提出了一种基于快速一致性的分布式控制策略.该策略以下垂控制为基础,增加了二次频率控制层和三次功率控制层.采用多智能体快速一致性算法,收敛得到平均功率,计算出所需的全局变量,补偿频率偏差,使各分布式电源按备用功率比例分担系统增加的负荷,并修正下垂系数,恢复系统频率、电压稳定以及进行功率的最优分配.最后,通过Matlab/Simulink仿真软件搭建了4节点微电网模型,验证并分析了该控制策略的有效性,使收敛时间缩短了近40%,提高了系统的响应时间.     

S形矩形波导的弯曲损耗计算

通过改进的有效折射率法求解S形矩形波导的弯曲损耗,并在此基础上给出了波导的弯曲损耗系数与波导的横截面的宽度与高度的对应关系,并且对幂函数、正弦、余弦3种函数的S形弯曲波导的损耗进行了对比研究.结果表明,当波导尺寸相同时,余弦函数的S形波导的损耗比正弦、幂函数都小;当波导长度L增大到500μm时,余弦函数的弯曲损耗减小到接近0,所以在S形弯曲波导的路径设计中应选择余弦形函数.这对集成光学中光路的设计有一定的指导意义.     

Sm2O3填充碳纳米管／磁性金属微粉双层吸波复合材料的制备与吸波性能

通过湿化学法制备了Sm2O3填充碳纳米管吸收剂,并依据传输线理论和阻抗匹配原则,设计制备了环氧树脂基Sin203填充碳纳米管／磁性金属微粉双层结构吸波复合材料．采用透射电镜、扫描电镜和X射线衍射分析对Sin2O3填充碳纳米管和磁性金属微粉的微观形貌和结构进行了分析,HP8722ES矢量网络分析仪测量了材料在2～18GHz频率范围内的吸波特性．研究表明：与未填充碳纳米管相比,Sm2O3填充碳纳米管的磁损耗正切增大,吸收频带变宽,同时吸收峰由C波段迁移到中频X波段．这种双层结构吸波复合材料具有较好的宽频带吸波效果,其匹配厚度为dm=5．0mm时,在2．8和14．2GHz处有两个吸收峰,反射率小于-10dB的频宽为0．98GHz,反射率低于-5dB的频宽达6．46GHz,在S波段均低于-5dB．     

CLC型非接触电能传输系统输出控制

为实现对CLC型非接触电能传输系统输出功率的控制,基于离散映射方法,完成了系统模型的构建,对 周期不动点进行了解析描述,得出软开关频率点的求解方法和不同频率点上输出功率的计算方法,在此基础上, 提出了基于平均功率平衡的控制方法,通过实验对该方法进行了验证.结果表明:通过不同频率点的组合控制, 能够使系统在最大41ms内完成在20~50V之间的双向跳变,以满足不同的系统输出要求,开关器件工作在软 开关状态.      

Design of Cross-Shaped CPW-Fed Ultrawideband Slot Antenna

A new design of ultrawideband(UWB) antenna of coplanar waveguide(CPW)-fed is proposed. The antenna is composed of a cross-shaped patch and house-shaped slot with the minimum dimension of 21 mm ×20 mm × 1.6 mm. The analysis of S11, VSWR, radiation pattern and surface current is discussed with HFSS simulation software, and also the effect of parameters is presented. Experimental results show that the bandwidth of the antenna covers 110.67%(3.3—11.6 GHz) of UWB range with return loss better than 10 dB. And the good impedance matching in frequency band confirms the antenna is a good candidate for the application of wireless system.     

下沉式地铁车辆段咽喉区车致振动特性

采用触发采集方式现场实测了某下沉式地铁车辆段咽喉区钢轨、道床、地面、楼板及盖板的振动加速度, 采用插入损失、1/3倍频谱、Z振级曲线拟合等方法分析了现场实测数据, 进而分析了下沉式地铁车辆段咽喉区的振源特性与地铁振动沿盖板和不同层楼板的传播规律。分析结果表明: 在频域上, 钢轨比道床振动频带更宽, 没有明显的主频段, 其振动分布在800 Hz以内, 道床则有明显的主频段, 主要分布在80~200 Hz; 下沉式地铁车辆段地下1、2层钢轨至道床振动衰减幅度分别约为29.9、10.4 dB; 列车引起盖板的振动响应随测点与行车轨道中心线距离的增大呈线性衰减规律, 其线性衰减率约为0.2 dB·m-1; 由于边墙对振动的反射与折射, 振动传至盖板端部时出现局部放大现象; 列车无论在地铁车辆段端部还是在中间股道行车, 随着测点与行车轨道中心线距离的增大, 车辆段盖板振级在2.5、5.0 Hz低频处基本不变, 在10 Hz处衰减缓慢, 在25、40、80 Hz中高频处衰减明显; 列车在地下1、2层行车时诱发的振动的向上传播呈逐层衰减规律, 列车在地下1层行车引起的盖板振动比其在地下2层行车时大约16.1 dB; 下沉式地铁车辆段咽喉区轨道接头多、道岔多的特点导致该区域盖板车致振动响应突出, 需重点对该区域进行减振设计。      

Gain and noise figure analysis of Er<Superscript>3+</Superscript>-doped YAG transparent ceramic microchip amplifier

The rate equations and the power evolution equations based on excited state absorption (ESA) and cooperative upconversion (CUC) of high concentration erbium-doped yttrium aluminum garnet (YAG) transparent ceramic waveguide amplifier are set up to analyze the effects of the pump power, active ion concentration and waveguide length on the amplifier gain and noise figure (NF). The numerical analysis predicts that with a pump power of 100mW, an active ion concentration of 1.0×10²⁶ ion/m³ and a waveguide length of 3 cm, a small-signal gain of 30 dB and an NF of 5 dB can be achieved in the micro-chip amplifier.     

面向GPS、北斗和TD-LTE-A的多模可重构低噪声放大器设计

基于SMIC 0.18 μm工艺设计了一个面向GPS、北斗和TD-LTE-A的多模可重构低噪声放大器（LNA）,该电路可工作在2.6 GHz、1.575 GHz和1.207 GHz 3个波段.仿真结果表明,在3个频段内增益S21最大,分别能达到19.1 dB、19.5 dB和20.7 dB,噪声系数NF分别为4.5dB、3.5dB和3.1dB,三阶输入交调失真分别为-8.2 dBm、-8.7 dBm和-9.6 dBm.在1.8V的供电电压下,电路功耗不超过15 mW,在上述3个频段内稳定性均满足要求.     

汽车燃油空气加热器噪声性能

运用声功率测量、表面声强测量和频谱测量等方法，分析认为风扇噪声、电机噪声和燃烧噪声是加热器的主要噪声源，由此产生的噪声经方箱、回风口等向外辐射，提出了采取回风消声器消声与整机隔声罩隔声等降噪措施。试验结果表明，加热器各频带的声压级都有了一定程度的降低，特别是人耳最为敏感的1kHz处的噪声降低了4．1dB。     

高速铁路半封闭式声屏障降噪效果测试与分析

当前半封闭式声屏障逐渐在高速铁路工程中得到了应用,但其在运营状态下的实际降噪效果研究还极其有限.为此,以沪昆客专杭长段半封闭式声屏障为工程背景,分别在声屏障内、外表面,以及封闭侧和敞开侧不同距离处布置测点,监测高速列车通过时的噪声,并对场点的声压级频谱、声场分布、衰减规律、隔声量和插入损失等声学特性进行讨论.结果表明:多重反射造成的混响效应使得半封闭式声屏障内表面的噪声有所增大;距封闭侧线路中心7.5 m处,高位测点比低位测点声压级大,而其他位置不同高度测点在垂向的指向性不明显.半封闭式声屏障的隔声量随频率增加而增大,在1 000 Hz处最大约26 dB;距轨道中心线7.5 m和25 m处的插入损失均值为16.5 dB（A）和15.5 dB（A）.