基于MOEA/D算法的三陷波超宽带天线设计

为实现超宽带通信中对WIMAX(3.3~3.7 GHz)、WLAN(5.150~5.825 GHz)和ITU(8.01~8.50 GHz)频段干扰的抑制,提出了一种基于MOEA/D算法优化设计的具有三陷波特性的超宽带天线。天线采用T形结构作为辐射贴片,通过改变贴片形状等方法实现在3~12 GHz的超宽带。在辐射贴片上刻蚀两个U形缝隙和在传输线两侧加载C形开口环,对天线进行陷波设计。利用MOEA/D算法对陷波结构的结构参数和加载位置进行优化,实现了在3.31~3.69 GHz、5.25~6.13 GHz和8.01~8.51 GHz频段的陷波效果,成功抑制了频段干扰。与传统扫频优化的设计方法相比,采用MOEA/D算法设计的天线在陷波频带内增益低至-19 dB,各陷波频带准确度误差均在3.6%以下,提高了天线的设计效率,具有一定的工程应用价值。

基于单谐振结构的金属裂纹CRFID传感器设计

为实现单结构谐振器对金属裂纹参数的无损检测,设计了一款同时检测裂纹宽度及方向的无芯片射频识别(CRFID)金属裂纹传感器。将圆形、切角矩形谐振器一体化设计,利用HFSS有限元分析软件对传感器进行结构优化与性能仿真。深层次探究了不同裂纹缺陷下传感器雷达散射截面(RCS)的响应特征。结果表明金属结构的裂纹方向和裂纹宽度可以通过传感器谐振频率的变化进行识别。双极化下RCS幅频特性的频偏方向对应裂纹的方向,而频偏量与裂纹宽度成正比。设计的CRFID传感器能够检测0°水平方向、90°竖直方向、45°或135°斜向等三类方向下的亚毫米宽度裂纹,其中裂纹宽度检测灵敏度最高可达43.5MHz/0.1mm。

柔性无芯片RFID金属裂纹传感器设计

为检测非平面金属结构的表面裂纹宽度,降低传感器成本,设计了一款基于柔性基底的十字形RFID金属裂纹传感器。利用HFSS软件进行传感器结构优化与性能仿真。研究基板材料、厚度、弯曲程度对传感器性能的影响,确定PET柔性基底材料及结构参数;将传感器共形于柱面金属,检测表面裂纹宽度0~2 mm范围内的裂纹缺陷,并对不同裂纹宽度的传感器幅频特性响应进行分析;对传感器样品进行测试,测得其灵敏度可达104 MHz/mm,证实了利用柔性基板传感器检测非平面金属的可行性。所设计的柔性基板传感器可依托大面积印刷技术,为今后在大规模金属结构中高密度部署传感器提供可能。

基于ELC谐振器的湿度传感器

LC谐振式湿度传感器因无源无线,可极大拓展传感器应用范围,已成为湿度传感器的研究热点之一。将超常媒质(metamaterials)应用在谐振器的结构选择上,解决了传统LC谐振式传感器尺寸过大,灵敏度较低的问题。湿度传感器由电耦合LC谐振器(ELC谐振器)和聚乙烯醇(PVA)敏感薄膜构成。首先利用电磁仿真软件,分析ELC谐振器主要结构参数对谐振特性的影响,设计和制作谐振频率为2.45 GHz的谐振器,品质因数达到302。然后通过滴涂法将制备好的感湿材料聚乙烯醇溶液涂敷在ELC谐振器表面制作湿度传感器,并进行了湿度敏感测试。实验结果显示:ELC谐振器在全频段内磁导率均为正,在频段2.19 GHz^2.98 GHz内介电常数为负,具有超常媒质特性;湿度传感器在相对湿度35%RH^88%RH范围内,谐振频率共偏移69.875 M,且在83%~88%RH湿度范围内感湿灵敏度η达到71.5 MHz/%RH。研究表明ELC谐振器因超常媒质特性实现了结构小型化,且由于品质因数较高改善了湿度灵敏度。

陶瓷微热板阵列式可燃气体传感器

设计了基于陶瓷基底的悬桥式微热板结构以解决硅微热板高温稳定性差的问题。分析了微热板的传热过程,并通过有限元工具对其稳态热响应特性及微加热器电极结构进行了模拟。采用常规微电子技术结合激光微加工技术,实际制作了基底厚度为100μm,桥宽度为2mm的微结构,并对结构的加热功率-温度关系进行了测试。结果表明:热板具有较好的高温稳定性,1.5W加热功率可使板上平均温度达到630℃。将桥式微热板作为阵列传感器的加热平台,Pd掺杂原子数百分比为0.2%和10%的SnO2纳米材料分别作为阵列中两只传感器的敏感膜材料,设计并制作了阵列式气体传感器。传感器在恒电压加热方式下可实现CO或CH4单一模式气体检测;阵列传感器在高、低温脉冲电压加热模式下可实现对CO和CH4两种混合气体的定量检测。

基于分布式算法的FIR数字滤波器的FPGA实现

根据基于查找表结构的分布式算法的基本原理,提出了基于分布式算法的有限脉冲响应数字滤波器(FIR)的实现方法.用FPGA设计并实现了一个32阶低通有限脉冲响应数字滤波器.利用有限脉冲响应数字滤波器线性相位的特性减小了电路规模,采用分割查找表的方法减小了存储空间,采用并行分布式算法结构和流水线技术提高了滤波器的速度.对滤波器性能进行了分析.

温湿度对SnO_2基CO气体传感器敏感特性的影响

采用溶胶-凝胶法制备了纳米SnO2粉体及Pd掺杂浓度比分别为0.2 mol%、2 mol%1、0 mol%的三种掺杂粉体。以制得的粉体作为敏感材料,制成陶瓷微热板式CO气体传感器。在自行搭建的气体测试平台上,测试了各传感器在不同环境温湿度条件下对CO的响应,研究了Pd掺杂浓度对传感器湿度稳定性的影响,探讨了湿度影响传感器灵敏度的机理。实验结果表明:0.2 mol%Pd掺杂器件在不同湿度条件下灵敏度离散度由掺杂前的20.5%降低至8.63%,有效提高了传感器的湿度稳定性。10 mol%Pd掺杂器件在湿度大于50%相对湿度时,对20×10-6 CO出现反常响应,在还原气体CO出现时气敏膜电导减小。

CO在SnO2(110)面吸附特性的密度泛函研究

根据密度泛函理论,采用广义密度近似和总体能量平面波赝势方法,以6层Slab周期结构为模型,计算了CO以4种不同方式在SnO2(110)表面的吸附,研究了CO吸附对表面特性的影响.计算结果表明,CO以C端向下在低配位Sn5C位置的顶位吸附为稳定的吸附方式,该吸附对表面的驰豫现象有所改善.CO吸附并未明显改变表面电子态密度分布,但造成了费米能1.06 eV的升高.吸附后CO分子向表面转移了0.07个电子,使表面电阻下降.理论计算的结果支持了气体传感器气敏机理中的表面电导模型.

数字电子技术课程设计的改革与实践

课程设计是理论结合实践,培养学生能力的一个重要教学手段。本文介绍了数字电子技术课程设计中的选题、设计、组装、报告、考核等每一个环节,指出最大限度地激发学生的兴趣和求知欲望,是提高学生工程实践能力,保证课程设计质量的前提。

水分子在SnO_2(110)表面吸附特性的密度泛函计算

根据密度泛函理论,采用广义密度近似,建立了水分子在SnO2(110)面不同吸附位的周期平板模型,研究了水分子在SnO2(110)表面的吸附特性.结果表明:发生在Sn5C吸附位的水分子平行于表面和水分子以H原子向上垂直于表面的两种吸附方式为稳定吸附.对两种稳定吸附方式下电子态密度及电荷转移进行了分析,发现两种吸附方式均使体系费米能向高能量方向移动,同时两种方式下水分子向SnO2表面提供的电子数分别为0.09 e和0.08 e.提出水分子与CO分子对表面同一吸附点存在着竞争吸附,是湿度影响CO气体传感器电导灵敏度的主要原因.

SnO_2(110)面结构及O_2吸附特性的密度泛函分析

根据密度泛函理论,采用广义密度近似和总体能量平面波赝势方法,计算了SnO2氧化(110)面、还原(110)面的结构及电子特性,研究了O2以不同方式在还原(110)表面的吸附.计算结果发现,氧化(110)面和还原(110)电子态密度同体材料有较大不同,SnO2(110)的电导行为主要受氧空缺在禁带中引入的表面电子态的控制.氧气在还原(110)面4配位的Sn离子上发生的三种吸附均为自发吸附,其中O2平行于表面和4配位Sn轴的侧位吸附方式最为稳定,且这种吸附方式对SnO2表面电导率改变的贡献最大.

SnO_2(110)表面特性的密度泛函计算

根据密度泛函理论,采用广义密度近似和总体能量平面波赝势方法,计算了SnO2体结构,氧化(110)面,还原(110)面的结构及电子特性.计算结果发现,SnO2(110)表面结构发生了明显变形,还原(110)面驰豫情况类似氧化(110)面,氧空缺未对表面结构产生明显影响.氧化(110)面和还原(110)面电子态密度同体材料有较大不同,SnO2(110)的电导行为主要受氧空缺在禁带中引入的表面电子态的控制.

含聚合物油品柴油喷嘴剪切安定性测定仪的研制

介绍了一种自行研发的国产含聚合物油品柴油喷嘴剪切安定性测定仪。在简要介绍了测定方法的基础上, 详细说明了仪器的结构组成, 并给出使用该仪器进行精密度验证的实验数据。结果表明, 该仪器完全满足SH/T0103 92《含聚合物油品剪切安定性测定法》方法要求, 可以取代进口仪器。

有机静电感应三极管(OSIT)静态工作特性的解析

在分析SIT器件电流-电压特性的理论基础上,对由有机半导体材料酞氰铜制作的有机SIT进行了静态特性的测试,通过对测试曲线进行数据拟合与解析,得出一系列OSIT在不同偏压条件下,电流-电压的表达式,数据解析结果表明,有机SIT器件的静态特性同无机SIT器件静态特性的理论分析基本相符。

基于IP的系统芯片(SOC)设计

随着集成电路设计与工艺技术水平的提高,出现了系统芯片(SOC)的概念。本文介绍了基于IP的SOC设计方式的设计流程,指出了其与传统IC设计方法的不同。讨论了支持SOC设计的几种关键技术,并对SOC的技术优势及发展趋势作了全面阐述。

苯胺及掺杂态苯胺低聚物结构的密度泛函理论研究

采用基于密度泛函理论的计算方法,研究了苯胺低聚物及盐酸、对甲苯磺酸掺杂苯胺低聚物的几何结构和电子结构.结果表明,质子酸掺杂使苯胺低聚物分子链上醌环中C-C单、双键交替的性质被削弱,同时链间C=N键长明显增大.掺杂位上链间C-N-C键角增大,相邻环间的扭转角减小,分子链的共面性有所改善.与盐酸掺杂对比,对甲苯磺酸掺杂更利于电子从环内向链间转移,理论上可更好地改善聚苯胺材料的导电性能.

酞菁铜有机静电感应三极管动作特性研究

介绍了由有机半导体材料酞菁铜制作的具有 Au/CuPc/Al/CuPc/Au 三明治结构的肖特基型栅极有机静电感应三极管。根据对该三极管测试,采用适当的数学工具,对其参数进行计算。通过 I - V 方程的拟合,对其动作特性进行了研究。通过对小信号等效电路模型的仿真计算,得出其截止频率,并提出了改善其动作特性的途径。

金属催化剂对CO气敏薄膜特性影响的密度泛函法分析

根据密度泛函理论,采用总体能量平面波赝势方法,计算了CO气体敏感薄膜中几种常用金属催化剂(P T,PD,CU,A G)的能量最低晶面,并对CO在这些晶面上的吸附特性进行了研究.从结合能、C O键长、轨道布居、态密度等方面比较了C与金属成键强度及CO分子被活化程度.计算结果发现,CO在金属表面的吸附强度及金属对CO催化效果强弱的顺序是:P T>PD>CU>A G.得出结论:对于CO气体传感器,P T是通过金属催化剂添加提高灵敏度的最佳选择.

基于实验结果的有机静电感应三极管动态特性

根据采用有机半导体材料酞菁铜制作的有机静电感应三极管的测试结果,建立适当的动态小信号模型,对其动态特性进行仿真计算,得出器件的截止频率.通过对截止频率的分析,提出改善有机器件动态特性的方法.

短沟道MOSFET器件特性的理论研究

通过求解泊松方程,从沟道长度调制效应、阈值电压变化及源极同沟道间的势垒变化三个方面详细分析了短沟道MOSFET的器件特性.给出了在短沟道下,描述上述三个参量的数学表达式,为短沟道MOSFET器件的结构设计提供了理论依据.