基于变分模态分解和自动编码器的PIN二极管温度特性预测

提出融合变分模态分解(VMD)和自编码器的预测方法,将温升特性曲线分解成若干个子信号分量,其中包含高频的波动量、中间量和低频的趋势量,然后利用自编码器对每个分量进行预测,最后将分量的预测值相加,从而实现对PIN二极管温升特性曲线的精准预测。通过与多种机器学习方法的对比验证了结合VMD分解可有效提升预测精度,同时也验证了自编码器在特性曲线拟合上的优势。

L波段相对论速调管的3维粒子模拟

采用高频场软件对输入腔、中间腔和输出腔的高频特性进行冷腔分析。利用3维粒子模拟软件对L波段强流相对论速调管进行整体建模,模拟分析了整管工作情况,并讨论了3维模型中输入、输出耦合结构的引入对结果的影响。模拟参数为:电子束电压500 kV,电流5 kA,微波频率1.3 GHz,输出平均功率600MW,效率约25%。

相对论速调管放大器杂模振荡的抑制

研究了相对论速调管放大器(RKA)输入腔和中间腔之间的高阶杂模振荡问题。通过模式分析得知杂模在谐振腔内为TM11模式,而在漂移管中表现为TE11模式,针对该模式能在漂移管中传输的特性,利用漂移管内壁涂覆吸波材料吸收杂模功率的方法进行抑制。通过3维粒子模拟程序,分析了吸波材料的电导率及涂覆长度对抑制杂模增长率的影响。利用模拟分析得到的结果,对漂移管中涂覆吸波材料的RKA输入腔及中间腔结构进行了3维模拟研究,结果显示:合适的吸波材料的引入能够很好地抑制RKA输入腔和中间腔之间的杂模振荡。

DD499单晶合金拉伸性能薄壁效应

本文系统研究了壁厚对拉伸曲线形态、拉伸强度以及断裂特性的影响。在所测试温度范围内,壁厚对拉伸曲线形态、拉伸强度和断裂特性都有明显的影响;相对而言,760℃拉伸性能薄壁效应更加明显,但壁厚和拉伸塑性间没有明显的函数关系。在760℃标准试样断口表面存在多个滑移系同时启动产生的波纹状滑移特征;而不同壁厚试样尽管也表现出滑移开裂特征,但滑移系单一。在900℃标准试样断口表面存在大量等轴韧窝,表现出延性断裂的特征;而不同壁厚试样的断口表现出混合断裂特征。

S波段相对论速调管放大器锁相特性

对相对论速调管放大器(RKA)锁相特性进行了粒子模拟与实验研究。在2.5维粒子模拟中,研究了电子束电压波形特征对RKA锁相特性的影响,结果表明:电子束电压波形上冲对RKA锁相特性有正面影响,即能够减小相位差达到锁定状态的时间,幅度为20%的上冲导致大约23°的相位差变化;波形顶降则对RKA锁相特性有负面影响,可使相位差过早地偏离稳定值,幅度为5%的顶降大约能引起50°的相位差偏离;电压波形的上升时间对RKA相位锁定特性也有影响,但规律不明显。在三维粒子模拟和实验中,研究了导引磁场大小对RKA锁相特性的影响,结果表明,在1.6 T以下,RKA输出微波与种子源微波之间的相位差锁定值总体上随导引磁场的增大而减小,在细节上,呈现阶跃形式,即一定范围内导引磁场大小变化不会导致相位差的改变。实验研究表明,在导引磁场范围为0.6～1.2 T时,RKA锁定相位差随导引磁场的增大而减小,阶跃现象不明显。

小偏离度对[001]取向单晶高温合金蠕变性能的影响

用选晶法制备了[001]取向的Ni-Co-Cr-Mo-W-Al-Ti-Ta镍基单晶高温合金板坯,从板坯上切取偏离[001]取向一定角度的持久试样,偏离度在20°以内。在750℃/750 MPa的低温高应力条件下,偏离不同角度的试样均获得了较长的蠕变寿命和较低的应变量,进入稳态阶段之前不同偏离度试样之间的初始蠕变量具有一定的差别,但稳态阶段各试样的应变速率基本相同,所以偏离度对整个试样的蠕变寿命影响不大。各取向共同的变形特征是γ′相中形成大量层错,基体通道中有大量的位错堆积,但具体的位错及层错组态有所不同。在偏离[001]取向20°以内,偏离度对微观组织演化、变形机制的影响不明显。

导引磁场控制相对论速调管放大器电子束收集的方法

通过改变磁场位形,利用粒子模拟方法,研究了相对论速调管放大器(RKA)中电子束收集位置对器件效率和工作稳定性的影响。合适的电子束收集位置对增加输出腔区束波作用强度、减小输出腔区强流电子束的空间电荷势能以及减少RKA中反射电子数量非常有利。对一个工作频率2.85GHz的RKA的电子束收集方式进行了改进,在电子束参数为510keV和8.1kA,注入微波功率500kW和导引磁场1.5T时,模拟得到了1.4GW的微波输出,效率33.7%,增益33.8dB,改进电子束收集方式之前的模拟结果为输出功率1.1GW,效率为26.3%。利用Surperfish设计了改进收集方式后所需的磁场位形,并导入粒子模拟程序进行了模拟,实现了对电子束收集位置的有效控制,输出效率为32%。

时分复用射频前端高功率微波波形响应

为研究系统级射频设备高功率微波前门效应,采用注入法对某4G基站的滤波器、环形器、低噪放及功放构成的射频前端进行实验研究。结果表明,高功率微波脉冲上升沿和下降沿被射频前端滤波器强烈反射,脉冲平顶段反射很小。反射波形在上升沿及下降沿呈尖峰、在脉冲中部呈平底,显示高功率微波陡峭的上升沿和下降沿包含的丰富的滤波器带外频率成分被反射,导致通过滤波器的脉冲头尾被削弱。经滤波器后,高功率微波脉冲可由环行器进入上行通道低噪放,进而被反射,环行进入下行通道功率放大器,被再次反射,再环行从注入口输出。实验中监测到了经两次反射环行的高功率微波脉冲。说明在高功率脉冲条件下,原本由环形器隔离的下行通道功率放大器同样会承受上行通道进入的高功率微波脉冲损伤的风险。

美军HPM效能评估模型及仿真工具箱

鉴于高功率微波(HPM)效应研究耗时、昂贵及其效能评估的复杂性,美国多个军种开发了能够在减少效应实验需求的同时进行效能评估的HPM评估模型及仿真工具箱。本文重点介绍了美军开发的DREAM、RF-PROTEC,JERM和HPM LAVA四款模型和仿真工具箱,对每款模型和工具箱的主要功能、特点、开发机构及诞生时间等进行了介绍和对比。这些模型和工具箱在近几十年中随着HPM的发展得到了持续应用并不断更新,极大推动了美军HPM效能评估的发展。此外,美军也重视将HPM武器融入常规武器作战体系,并尝试将HPM效能评估纳入现有战场效能评估金字塔模型。因此,这四款模型和工具箱均可向战场任务仿真系统传送数据。本文对美军战场效能评估金字塔模型也做了介绍,以供国内相关研究人员参考。

双耦合口相对论速调管放大器输入腔特性的等效电路法研究

针对一种具有两个注入耦合口的相对论速调管放大器输入腔系统,利用等效电路方法,分析得到了系统的散射矩阵。在对散射矩阵元S21的相位对角频率求导的基础上,推导出了系统有载品质因数表达式。利用高频场分析软件给出的系统的群时延曲线,可得到计算有载品质因数所需的谐振频率和群时延时间,进而得到系统的有载品质因数。与衰减法得到的有载品质因数进行比较,结果符合较好,但计算速度更快,且可进行参数扫描,以优化结构。

大间隙C波段三轴速调管束流调制模拟研究

利用SUPERFISH软件设计了一种兼具大间隙速调管及三轴速调管优势的C波段大间隙三轴速调管,对所设计大间隙三轴速调管的束流传输及调制情况进行了2维粒子模拟研究。模拟结果表明,三轴速调管设计需要特别关注"模式泄露"问题以及谨慎选择内导体接地支撑杆的位置,以获得稳定传输的电子束。综合考虑上述两个条件,在440 kV的二极管电压下,5.0 GHz,200 MW的强注入功率可以获得11.8 kA的基频调制积分电流,束流调制深度88%,调制电流峰峰值大于40 kA,且调制电流具有良好的频率及相位稳定性。在此基础上,初步模拟得到了大于2.0 GW的平均微波功率,平均效率约33.8%。

螺旋波纹波导被动式脉冲压缩模拟研究

研究了一种基于螺旋波纹波导特殊色散特性对输入微波脉冲进行压缩的新方法。利用3维全电磁粒子模拟软件对X波段螺旋波纹波导进行了建模,模拟分析了该波导的特殊色散特性及提高功率增益的方法,并将已有模型脉冲压缩增益提高了6.65。模拟结果表明:通过优化输入微波的频率调制特性,可以获得更加符合被动式脉冲压缩所需要的调频形式;采用改进后的椭圆波导,可以得到更有利于被动式脉冲压缩的本征模式;通过延长渐变段长度,可以减少规则段和渐变段之间不均匀性造成的微波反射,从而实现更高的脉冲压缩增益。

复杂空心涡轮工作叶片表面细晶工艺研究

针对由K465合金制造的复杂、空心涡轮工作叶片表面细晶的不同要求,研究了制备叶片陶瓷型壳时,采用在精铸型壳内表面均匀涂挂一层350号铝酸钴作为表面细晶孕育剂,其加入量分别为0、35%、45%～65%及100%时对叶片表面低倍晶粒度的影响;同时研究了细晶孕育剂加入量一定时,浇注叶片时冷却环境对叶片表面低倍晶粒度的影响。研究结果表明,未经孕育处理的试片表面晶粒粗大,而经铝酸钴细晶孕育剂处理后试片表面晶粒细小。当铝酸钴加入量为45%～65%时,叶片采用热型浇注,型壳细砂做填砂,能够使复杂、空心涡轮工作叶片表面低倍晶粒度的合格率达到90%以上。另外,工艺可行性验证结果也表明,中、外叶片显微组织、力学性能相当。

电子束收集极对大间隙速调管输出腔效率的影响

利用高频电磁软件对带电子束收集极的S波段大间隙输出腔进行了高频特性分析,采用3维PIC程序模拟了电子束收集极对大间隙速调管输出效率的影响。研究结果表明:收集极的存在会改变输出腔的本征谐振频率和电子束路径上的特性阻抗等高频特性,但收集极可以短路间隙附近的径向电场,减小电子束的空间电荷压力,同时对群聚电子进行再加速,从而提高大间隙速调管的输出效率;在束电压700kV,直流电流6kA时,优化后的带收集极的大间隙输出腔可稳定提取大于1.68GW的微波功率,提取效率约40.1%,比无收集极时提高约5%。

雷公藤甲素注射液稳定性研究

本文报道了以化学动力学方法预测的雷公藤甲素注射液室温有效贮存期。以HPLC为含量测定手段,内标法定量,分别采用经典恒温加速法和初均速法测定了雷公藤甲素注射液的分解速率。并由此预测其20℃的贮存期分别为128d和127d,两种方法所得结果相符。

基于螺旋波纹波导高增益高效率被动式压缩方法

对一种改进型螺旋波纹波导实现高增益高效率被动式脉冲压缩进行了研究,并利用微扰理论求解出了该波导的损耗特性。结合波导的色散和损耗特性,设计了输入微波的频率调制形式。还对改进型螺旋波纹波导进行了模拟研究,在输入脉冲宽度为66ns的条件下,得到了半高宽为1.9ns的压缩脉冲,增益为21.2倍,脉冲宽度比为34.7倍,压缩效率为61%,这表明改进型螺旋波纹波导应用于被动式脉冲压缩具有高效率高增益特性。

低磁场过模慢波结构型高功率毫米波发生器的改进

利用粒子模拟的方法设计了一个高功率毫米波发生器,并对其进行了实验研究及改进。采用过模慢波结构以增大束波作用空间,从而提高功率容量;为实现过模慢波器件的单模、单频工作,选择TM01模的π模作为工作模式。采用过模慢波结构,结合合理的器件结构设计,可降低器件工作所需的导引磁场。实验在TORCH-01加速器平台进行,产生的微波频率由色散线法测量,其功率由远场积分法得到。最初的器件采用矩形波纹慢波结构,得到频率为33.56GHz、功率约110MW的微波输出,但功率难以进一步提高,脉宽仅为7～8ns,且在慢波结构边沿发现击穿痕迹。对矩形慢波结构进行倒圆角处理后,借助数值模拟,发现其TM01模的π模频率变化不大。改进后的器件在0.8T导引磁场下,当电压和电流分别为590kV与5.2kA时,实验得到频率33.56GHz、功率320MW的毫米波输出,微波模式为准TM01模,效率约10%,脉宽延长至约13ns,器件内表面无明显击穿痕迹。

钢丝网混凝土电磁波反射和透射性能数值模拟

通过数值模拟的方法研究了素混凝土、钢丝网和钢丝网混凝土板对电磁波的屏蔽和吸收性能。首先将模拟得到的素混凝土反射率和透射率曲线和试验得到的曲线进行对比。对两种不同规格的钢丝网进行了数值模拟,并与试验和理论解进行了比较,对不同直径、网径、层数的钢丝网进行了数值模拟。最后研究了钢丝网及钢丝网位置对混凝土反射和透射性能的影响。数值模拟采用三维电磁仿真软件HFSS15.0。相同网径条件下,钢丝网直径越大,反射率越大,透射率越小。钢丝网直径相同的条件下,网径越大,反射率越小,透射率越大。在混凝土中间加入钢丝网对反射率平均值大小影响很小,主要影响反射率曲线的谐振性。

掺还原铁粉混凝土板反射和透射性能

通过控制混凝土板的厚度、混凝土板中还原铁粉掺量、在混凝土板中加钢丝网,研究混凝土板对电磁波的反射和透射性能。反射率测量采用弓形架测试方法,透射衰减测量采用两端口测试方法。混凝土板对电磁波的反射率测试频段为2~18GHz,透射衰减测试频段为12~18GHz。不同的混凝土板对电磁波的反射率在-5dB左右。40mm厚的混凝土板中还原铁粉的掺量超过200kg/m3时,电磁波的透射衰减量可达到-50dB以上。通过分析实验结果,发现混凝土板的厚度、混凝土板中还原铁粉掺量和钢丝网对反射率大小影响较小,对透射衰减量影响较大。

高功率微波径向线连续横向枝节阵列天线设计

为了实现Ku波段高功率微波的定向发射,研究并设计了新型高功率径向线连续横向枝节阵列天线。该天线采用圆极化同轴TE11模式进行馈电,经双层径向线波导传输后,通过连续横向枝节单元向外辐射。天线工作在驻波模式,相邻两圈缝隙的径向间距为一个波导波长,在上层径向线末端放置短路金属杆,金属杆表面到最内侧缝隙的径向间距为半个波导波长,整个天线具有较高的增益和功率容量。仿真研究了一个工作在14.25 GHz的天线,天线的高度为80 mm,半径为285 mm。仿真结果表明:该天线具有35.3 dBi的增益和47%的口径效率,反射系数小于-25 dB,辐射效率超过99.0%,同时具有吉瓦级的功率容量。