微波信号LTCC多层互连设计

不同平面的微波信号低插损互连过渡已成为决定三维T/R组件性能优劣的关键问题之一,论文针对此问题介绍了一种窄带微波信号多层互连设计。该设计使用通孔垂直互连和带状线-微带线过渡,将电磁波从顶层微带线传输到底层微带线,从而完成异面微波信号互连。该设计运用三维高频电磁仿真软件HFSS建立并对比分析了三种模型,最后综合工艺难度和仿真结果挑选出最优方案加工成实物。经测试得到:在12GHz~18GHz范围内,插损小于0.9dB,回波损耗大于12dB,与仿真结果基本一致。实验结果表明,该结构具有尺寸小、插损低、应用范围广等特点。     

微波信号LTCC多层互连设计

不同平面的微波信号低插损互连过渡已成为决定三维T/R组件性能优劣的关键问题之一,论文针对此问题介绍了一种窄带微波信号多层互连设计.该设计使用通孔垂直互连和带状线-微带线过渡,将电磁波从顶层微带线传输到底层微带线,从而完成异面微波信号互连.该设计运用三维高频电磁仿真软件HFSS建立并对比分析了三种模型,最后综合工艺难度和仿真结果挑选出最优方案加工成实物.经测试得到：在12GHz～18GHz范围内,插损小于0.9dB,回波损耗大于12dB,与仿真结果基本一致.实验结果表明,该结构具有尺寸小、插损低、应用范围广等特点.     

ETC系统OBU上5．8GHz圆极化天线小型化研究

一种新型的不停车收费系统（ETC）车载单元（OBU）的小型圆极化微带天线在文中提出,工作频段为5．8GHz。该天线结构简单,采用高介电常数的底板使天线实现小型化,同时获得了3．4dB左右的增益、H面全向以及右旋圆极化特性,轴比最小仅为0．2dB左右。采用微带馈电方式,使它能容易地与ETC系统车载单元中的其他射频电路连接。     

基于多层次法的浮箱结构优化设计

对浮箱进行结构优化可减轻结构自重以提高有效载重量，从而能够满足更大吨位的载重要求，改善经济性。针对浮箱的板梁结构形式特点，采用综合应用双向渐进结构优化（BESO）和响应面法（RSM）方法的多层次结构优化设计方法，进行浮箱结构优化设计，涵盖尺度优化、拓扑优化和截面优化3个层次。该方法的核心是使用BESO方法从基结构中获得优化解。在尺度优化层次，根据不同的主要尺度参数建立相应的基结构模型，应用BESO法得到相应优化解，并建立响应面模型进行尺度优化求解。在拓扑优化层次，根据最优尺度参数重新建立基结构模型调用BESO法求解，得到最优拓扑。由于最优拓扑解存在锯齿边，在截面优化层次需要对各截面进行光滑处理。将光滑处理问题转化为对截面参数的求解，建立截面参数与优化目标的响应面模型，最终确定各截面形状。通过某浮箱的结构优化设计实例，验证了多层次结构优化设计方法的可行性和有效性。     

管路阀组结构制造工艺参数的振动特性影响

选取实船液压管路的阀组单元为研究对象,利用有限元软件Ansys建立阀组结构模型,计算阀组单元结构在不同频率载荷激励下的振动响应频谱阀,分析安装间距、阀架阀臂长度、斜撑位置、隔振器安装等制造工艺参数对其声学性能的影响。建立实船、优化以及改进阀组结单元的试验室结构系统,并利用激振器对结构白噪声激励得到仿真计算测点的振动响应频谱,将仿真与试验测试结果的响应频谱进行对比分析。结果表明阀组架臂长对结构振动特性影响较大,相较原始阀组单元加装隔振器的改进阀组单元的结构插入损失高于10 dB,振动特性有明显改善。     

基于响应面法的船底纵桁结构优化设计

提出基于响应面法的船体结构优化方法,对一艘76 000 DWT散货船货舱段的双层底纵桁进行优化设计以验证该方法的实用性。在不同板厚尺寸、相同载荷作用下进行纵桁参数的敏度分析,选取适合的参数作为自变量。在计算出最大相当应力、最大剪切应力的基础上,应用响应面法的正交组合设计试验方法,得出该舱段船底纵桁最大应力与结构尺寸的函数表达式。以结构重量最轻为目标函数,在结构强度、规范要求最小厚度的约束条件下,对该舱段的船底纵桁结构厚度进行优化。     

基于响应面法的强力甲板结构优化设计

对于大型散货船,强力甲板是船体承受总纵弯矩及局部载荷的主要构件。特别是在压载工况下,强力甲板易出现结构问题,因此合理的强力甲板设计对船舶结构安全性和经济性十分重要。提出了基于响应面法的船体结构优化方法,并对一艘76 000 DWT散货船货舱段的强力甲板结构进行优化设计以验证该方法的有效性。在不同板厚尺寸、相同工况下进行甲板参数的灵敏度分析,选取适合的参数作为自变量。在计算出最大相当应力的基础上,应用响应面法的均匀设计试验方法,得出该舱段强力甲板最大应力与结构尺寸的函数表达式。以结构重量最轻为目标函数,在结构强度以及规范要求的最小厚度的约束条件下,对该舱段的强力甲板结构厚度进行优化。所得的优化结果说明该优化设计方法在实际工程中具有应用价值。     

基于COMSOL多层材料吸声覆盖层的吸声特性分析

针对圆柱形空腔吸声覆盖层低频吸声性能比较差,建立多层材料圆柱形空腔结构覆盖层的COMSOL有限元模型,通过采用波导有限元-传递矩阵法对有限元模型的验证并对其进行吸声特性数值仿真分析。结果表明：理论计算与数值仿真的曲线趋势大致吻合则该有限元模型有效;多层材料吸声覆盖层低频吸声特性明显优于单层材料吸声覆盖层,并且采用不同穿孔率、损耗因子、杨氏模量等参数的变化分析了各种参数的变化对吸声系数曲线的影响,为下一步的声学优化提供了具体指导。     

基于COMSOL多层材料吸声覆盖层的吸声特性分析

针对圆柱形空腔吸声覆盖层低频吸声性能比较差,建立多层材料圆柱形空腔结构覆盖层的COMSOL有限元模型,通过采用波导有限元-传递矩阵法对有限元模型的验证并对其进行吸声特性数值仿真分析。结果表明:理论计算与数值仿真的曲线趋势大致吻合则该有限元模型有效;多层材料吸声覆盖层低频吸声特性明显优于单层材料吸声覆盖层,并且采用不同穿孔率、损耗因子、杨氏模量等参数的变化分析了各种参数的变化对吸声系数曲线的影响,为下一步的声学优化提供了具体指导。     

复合波阻技术波阻特性分析北大核心CSCD

复合波阻技术在舰船减振降噪中的应用日益广泛。基于有限元思想,综合运用波分析法和阻抗法,提出一种复合波阻元件阻抑结构声传递特性的波动力响应矩阵分析法。该方法将结构离散为若干波导单元和波阻单元,建立附加波阻元件的结构连接的波动力响应广义平衡方程,推导出波导单元波动力响应矩阵及波阻单元附加波动响应矩阵,代入平衡方程求出波导单元的响应幅值,进而求得传递效率与传递损失。在此基础上,数值探讨不同复合波阻元件对波阻特性的影响。结果表明:根据不同类型波阻元件的波阻特性,选择合理的设计参数,并进行科学的组合与优化布置,能显著提高整个频域的结构声传递损失。本研究为复合波阻元件的声学设计提供了分析方法以及新的控制方案,可用于指导舰船结构波阻技术的声学设计。     

弹性复合阻振接头在邮轮通风管道中的减振性能研究

为探究弹性复合阻振接头在邮轮通风管道中的减振性能,利用弹性橡胶与质量阻振相结合的质量—阻尼复合阻振技术,设计开发了应用于通风管道中的弹性复合阻振接头,通过风机激励试验研究其在通风管道中的减振性能,得到弹性复合阻振接头在通风管道中的减振效果。试验结果表明：6款弹性复合阻振接头均能有效提高管道结构振动的阻振效果并拓宽阻振频率范围,并且能够降低激励源与管路系统之间的振动传递;在100-5000Hz频率范围内,弹性复合阻振接头的振动传递损失基本在10dB以上,在某些频段下能达到30dB以上,其中双橡胶复合阻振接头在低频中的减振效果最好。试验研究结果对于船舶通风管道的减振设计具有参考价值。     

基于压控导电结构的能量选择表面防护机理和仿真实验研究

为解决强电磁脉冲防护中屏蔽与正常信号收发之间的矛盾,研究了一种既能隔离强电磁脉冲,又能保证被保护设备信号正常收发的能量选择表面(ESS)。基于可变表面阻抗理论研究ESS的防护机理;根据强电磁效应改变二极管的阻抗特性和实现能量选择的特点,设计了一种正反并联的二极管对阵列组成的可防护线极化强电磁脉冲的ESS,并进行仿真和实验分析。结果表明:所设计的ESS对弱电磁信号的插入损耗小于2 dB,对强电磁信号的隔离度大于20 dB,实现了能量低通的选择特性。     

新型三向管路动力吸振器设计方法研究

文章针对管路的低频线谱和三向振动传递的特点,设计了一种新型悬臂梁式动力吸振器结构。基于梁的波动理论和结构阻抗分析法,推导了吸振器插入损失计算公式。通过参数分析获得了吸振器质量、弹簧片尺寸与其减振效果之间的定量关系。试验结果表明,该文提出的吸振器设计方法和吸振器结构能够达到预期的减振效果。     

气幕的声插入损失模型分析及结构参数逆算

对于一定厚度的水中气幕和声边界条件,通过气幕声反射和声透射理论模型的推导,构建了考虑多体多次散射情况的气幕声插入损失计算模型,并采用与气幕实测谱在频域相比较的方法,实现了用气幕实验数据逆算气幕实际结构参数和数值求解气幕实际声插入损失.     

船舶结构复合阻尼材料减振性能实验研究

研制了一种自粘性复合阻尼减振胶板,在-30~60℃宽温域内,材料的平均损耗因子达到0.35。采用单点激励振动模态实验方法,研究了复合阻尼材料对船舶模型振动模态阻尼比的影响。采用动力设备运行模拟激励实验,研究了复合阻尼材料对船舶模型结构的阻尼减振效果。结果表明,粘贴复合阻尼材料后,船舶模型在500Hz范围内的模态阻尼比增加了6倍,船舶底舱结构的平均减振效果达到5dB,船舶甲板结构的平均减振效果达到6~11dB。实验研究结果对于船舶薄壁结构的阻尼减振设计具有参考价值。     

X波段镜频抑制混频器的仿真设计

讨论并分析了镜频抑制的原理、影响镜频抑制度的主要因素和提高镜抑的措施。在此基础上,利用ADS软件仿真设计了一个X波段镜频抑制混频器。仿真结果表明：该混频器镜频抑制度20dB、变频损耗7dB、本振及射频端口驻波均2,另外该混频器还具有较低的噪声系数,满足小于8的指标要求值。     

敷设阻尼有限板在半空间中声散射的试验研究

以敷设阻尼的铝板为研究对象,利用声学测量系统,考察了在声束作用下敷设阻尼铝板的声散射特性.试验结果表明:近场障板的声散射特点是声源距离障板越近插入损失越大,敷设阻尼障板的插入损失要比无阻尼障板的大.阻尼层面向声源时的隔声效果优于阻尼层背离声源.远场测量结果表明障板在远场的指向性不明显,趋于均匀分布.     

宽带声矢量场的表征(英文)

Compared to a scalar pressure sensor, a vector sensor can provide a higher signal-to-noise ratio (SNR) signal and more detailed information on the sound field. Study on vector sensors and their applications have become a hot topic. Research on the representation of a vector field is highly relevant for extending the scope of vector sensor technology. This paper discusses the range-frequency distribution of the vector field due to a broadband acoustic source moving in a shallow-water waveguide as the self noise of a surface ship, and the vector extension of the waveguide impulse response measured over a limited frequency range using an active source of known waveform. From theory analysis and numerical simulation, the range-frequency representation of a vector field exhibits an interference structure qualitatively similar to that of the corresponding pressure field but, being quantitatively different, provides additional information on the waveguide, especially through the vertical component. For the range-frequency representation, physical quantities that can better exhibit the interference characteristics of the waveguide are the products of pressure and particle velocity and of the pressure and pressure gradient. An image processing method to effectively detect and isolate the individual striations from an interference structure was reviewed briefly. The representation of the vector impulse response was discussed according to two different measurement systems, also known as particle velocity and pressure gradient. The vector impulse response representation can not only provide additional information from pressure only but even more than that of the range-frequency representation.     

船载海事卫星通信印刷四臂螺旋天线设计

为了解决四臂螺旋天线馈电结构复杂和网络损耗较大的问题,提出一种集成新型馈电网络结构的印刷四臂螺旋天线。通过大量的计算机电磁仿真分析发现天线的性能主要由螺旋臂的长度、螺旋的直径和螺旋节距的升角决定。基于此,制作了一款应用于船载海事卫星通信的印刷四臂螺旋天线并进行了测试。测试结果表明天线在系统要求的工作频带内驻波比小于1．4,增益高于2dB,半功率波瓣宽度达到140°,上半空间主要区域轴比小于3dB。测试结果与仿真结果具有较好的一致性。天线实际应用效果良好。