一种层叠结构双频圆极化GPS天线的设计

运用腔模理论,结合多馈点网络和表面开槽技术,提出了一种新型、高效的层叠结构的GPS微带天线.时域有限差分法(FDTD)模拟仿真表明,该设计通过改变贴片以及其上所附加调节枝节的尺寸,使电场强度重新分布,可实现在所需工作频率点的谐振.同时,上层寄生单元上开孔,在提高天线辐射场的对称性的同时,有效地提高了天线的辐射效率.在通信波长范围,该设计结构尺寸小、频带宽、易于实现双频圆极化,在无线通信领域具有重要的发展前景.

一种新型两层垂直层叠结构的CMOS彩色传感器

本文研究了一种基于两层垂直层叠结构的新型CMOS色彩传感器,该器件可同时对偏蓝波段和偏红波段进行感应,配合绿/品红滤波片,实现彩色成像.由于该器件研制完全兼容于标准CMOS工艺,可以作为一种新型的CMOS彩色图像传感器像素的感光功能器件.它的基本原理是利用不同波长的光在硅材料中穿透深度的非线性分布,即:短波长的偏蓝可见光主要在表面被吸收,长波长的偏红光则主要在更深的位置被吸收.通过垂直层叠结构,配合两色滤波片,抽取不同深度的光生载流子,即可以得到相应波段的成像信息.经过数值仿真和实验测试表明,该传感器可以提供色彩信息,并且可以作为像素结构应用在CMOS图像传感器上,具有较大的实际意义.

基于垂直层叠结构的多光谱彩色传感器研究

基于垂直层叠的半导体结构是多光谱彩色传感器中的新技术,它具有抗色彩失真,高空间分辨率,无需彩色插值和低通滤波器以及更高的光能量利用率等优点。它的基本原理是利用不同波长的光在硅材料中穿透深度的非线性分布,即短波长的蓝光主要在表面被吸收,长波长的红光则主要在更深的位置被吸收。目前国际上研究的结构中有使用标准晶态硅工艺制作的埋入式多pn结结构和使用PECVD方法制作的非晶硅系象素结构,其中前者利用了标准的硅工艺,而由于后者使用了光学性能更好的非晶硅系材料,在结构设计上具有更大的灵活性。文章在综合了国际研究文献的基础上,对其光谱机理和象素结构进行了理论与实验分析,对性能做出了比较,并提出了下一步研究的主要方向。

垂直层叠结构的LED诱导荧光检测系统

为进一步减小光源的体积及简化光路系统结构,消除毛细管电泳芯片激光诱导荧光检测系统中激发光源的反射光和杂散光的干扰,降低系统的检测限,设计并建立了基于偏振隔离结构的垂直层叠式发光二极管诱导荧光检测系统。整个系统由发光二极管光源、两片线性偏振片、多通道毛细管电泳芯片、针孔、电荷耦合器件、高压电源、数据采集卡及数据处理单元等组成。在系统条件最优化的情况下,对罗丹明B样品溶液进行了毛细管电泳分离实验。

6×6矩阵法在周期层叠结构微波媒质分析中的应用

基于4×4矩阵法,提出了一种分析周期层叠结构微波媒质中电磁波传播问题的新方法:6×6矩阵法。对于周期结构,运用弗洛奎定理,将周期方向的场表达式展开成傅立叶级数。对一个周期运用二维空间傅立叶变换和时间傅立叶变换,得到场分量的齐次线性方程组。将方程组表示成矩阵形式,场分量描述为6×1的列矩阵,齐次线性方程组系数描述为6×6矩阵。利用齐次线性方程组有非零解条件,得到色散关系。求解场分量的齐次线性方程组,得到各场分量。最后将其应用在周期层叠结构微波媒质的分析中。

圆形平板电极与薄膜层叠结构的沿面闪络性能

强电磁脉冲模拟装置中用于脉冲压缩的陡化电容器常采用电极与薄膜介质层叠的结构,其主要绝缘失效模式为沿面闪络。采用圆形平板电极,在SF6绝缘环境中和加载电压为前沿约30 ns的纳秒脉冲电压的条件下,实验研究了陡化电容器关键结构参数和气压对沿面闪络性能的影响。结果表明:(1)电极厚度、气隙和表面涂覆均不能明显改变层叠结构的沿面闪络电压;(2)气压可以提高层叠结构的沿面闪络性能,但是存在饱和趋势;(3)薄膜介质层数与沿面闪络电压近似线性比例关系;(4)增长薄膜介质伸出长度能显著提高沿面闪络电压。基于流注理论对上述结果进行了探讨,认为极不均匀场中,闪络起始主要由高场强区域决定,但是闪络通道的形成和发展主要由闪络路径上的背景电场决定,因此减小层叠结构三结合点处电场对闪络性能影响不大,但减小闪络通道发展路径上的背景电场,可以有效提高层叠结构的沿面闪络电压。

木材泡沫铝层叠结构材在瞬态加载时的动力学特性

以木材、泡沫铝板为材料,经层叠制作2种型号(T5T10T5和T10T15T10)木材泡沫铝层叠结构靶板;利用一级轻气炮发射卵形头和平头杆弹对靶板进行瞬态加载试验;利用高速摄像机获取杆弹初始速度和侵彻图像,得到2种杆弹初始速度-剩余速度关系曲线及弹道极限速度,分析靶板抗侵彻性能和失效模式。结果表明:随着杆弹初始速度的逐渐增高,靶板对2种杆弹的抗侵彻性不同;卵形头杆弹的极限速度均高于平头杆弹,说明靶板对卵形头杆弹的抗侵彻性强于平头杆弹;随着初始速度增大,相同初始速度时卵形头杆弹的剩余速度大于平头杆弹,此时靶板对平头杆弹的抗侵彻性强于卵形头杆弹。2种杆弹贯穿靶板后,靶板变形和损伤模式相似,均为正面穿孔、背面脱落、孔口直径与杆弹直径接近;靶板背面中心处形成一定挠度,孔口边缘处挠度最大;当杆弹初始速度超过弹道极限速度,初始速度越大,整体变形越小,靶板越接近局部破坏。同时,两者存在区别,卵形头杆弹贯穿靶板,是因为瞬态加载使靶板失效变形;而平头杆弹贯穿靶板,是由于剪切使靶板损伤变形。

重频纳秒脉冲电压下聚酰亚胺薄膜层叠结构的绝缘特性

为提高脉冲功率技术中绝缘结构的绝缘性能,延长设备使用寿命,研究了重频纳秒脉冲电压作用下,多层绝缘薄膜层叠结构的绝缘特性,采用上升时间为115 ns、脉宽为225 ns的重频源,在重复频率为1 kHz的条件下,对比了不同厚度和层叠数的聚酰亚胺单层膜和多层膜的短时击穿场强和长时耐受脉冲数,建立了重频纳秒脉冲电压下1500万次以内的电老化单因子寿命模型。试验结果表明层叠结构有利于提高聚酰亚胺的绝缘强度,快速击穿场强最高增大45.44%,这是由于层叠结构减小了单层绝缘厚度,单层绝缘的击穿场强随厚度的减小而增大。耐受脉冲电压数也明显提升,并且总绝缘厚度相同的情况下分层数越多,快速击穿场强越高,同时耐受脉冲数也越多。耐受脉冲电压数与场强满足指数关系,这为场强的选择和绝缘结构设计提供了依据。

基于层叠结构的双极化单脉冲天线

研究双极化微带阵列天线在单脉冲雷达系统中的应用,使传统单脉冲雷达系统具备收发极化分集能力以及多种极化形式下的目标角误差信息提取能力.采用基于层叠结构馈电的正六边形双极化微带天线构建满足单脉冲雷达系统需求的一维阵列天线,通过计算机仿真,利用比幅单脉冲角误差提取方法以及任意极化合成方法在同一天线中得出线极化、圆极化、椭圆极化形式下的和差波束方向图以及角误差曲线.并在一维阵列的基础上研究了低成本、低复杂度的二维阵列组阵方式以及二维角误差提取方法.研究结果证明了利用基于层叠结构馈电的微带阵列天线构建双极化单脉冲天线的可行性.

文化解释的层叠结构——对一次田野教学实践的分析与思考

围绕一次“知青”访谈的田野实践教学,阐述一个文化解释由“分层”的位置关系与“叠合”的结构关系共同组成的“层叠结构”。这一结构的第一层级是“知青―农民”的单一解释结构,第二层级是“学生―(知青―农民)”双层叠合的解释结构,第三层级是“老师—[学生—(知青—农民)]”多层叠合的解释结构。这种“层叠结构”的文化解释模式形成对格尔茨的“深描”理论的某种技术性补充。

一种层叠结构通用型数据采集传输装置的设计与实现

通常遥测数据采集传输装置采用定制化设计,结构复杂,通用化程度较低,研制周期较长。本文介绍一种全配置模式层叠结构的通用型遥测数据采集传输装置的设计与实现,在软件、硬件设计上提炼通用技术,可以通过外形框架结构叠加,实现采集通道和采集参数的叠加,并基于软件无线电技术,实现关键参数的在线配置。最终实现满足要求的样机,积累数据采集传输装置的通用化方法,为后期产品型谱化奠定一定基础,可进一步促进遥测技术体系更新迭代发展,建立长远可持续发展的遥测技术和产品体系。

多层PCB电路层叠结构设计研究

为提升多层PCB电路设计质量,阐述了PCB电路设计流程,针对多层PCB电路层叠结构设计问题,提出了层数和层序这两个关键环节的设计方法,给出了具体的设计规则。同时,分析差模辐射和共模辐射两种电磁干扰,论述了层叠结构设计对电磁干扰的影响,利用合理的层叠结构设计来实现对电磁干扰的抑制。

P(VDF-CTFE)/DA@BTO层叠式结构复合薄膜的介电与储能特性研究

聚偏氟乙烯(PVDF)基聚合物在高储能密度、高脉冲储能领域具有广泛的应用前景。本文采用钛酸钡(BTO)纳米颗粒掺杂聚偏氟乙烯-三氟氯乙烯(P(VDF-CTFE))溶液,采用流延法制备P(VDF-CTFE)/BTO复合薄膜,探讨了不同BTO掺杂含量对复合薄膜微观结构、介电性能、储能特性的影响;采用多巴胺(DA)改性BTO以提升BTO与聚合物基体的相容性,改善复合薄膜的介电常数和电气强度;同时利用薄膜层间“击穿阻碍效应”制备层叠式结构复合薄膜以提升薄膜的储能特性。结果表明:使用DA改性BTO质量分数为10%的P(VDF-CTFE)/DA@BTO复合薄膜作为中间层、P(VDF-CTFE)作为外层制备的PV-BT-PV层叠式三明治结构复合薄膜,介电常数达到10.44,最大电气强度为362.25kV/mm,在500kV/cm电场强度下的充放电效率达到86.63%。

基于垂直层叠结构的可见/近红外双波段传感器研究

提出了基于垂直层叠结构的双波段传感器,该结构为同时对可见波段和近红外波段进行成像提供了可能。它的基本原理是利用不同波长的光在硅材料中穿透深度的非线性分布,即：短波长的可见光主要在表面被吸收,长波长的近红外光则主要在更深的位置被吸收。通过垂直层叠结构,抽取不同深度的光生载流子,即可以得到相应波段的成像信息。数值仿真分析表明,结构参量为D1=2μm,D2=18μm的结构能在400-1200 nm波长范围得到响应峰值波长为550 nm和1000 nm的最佳可见/近红外响应。

层叠式梁壳组合结构建模方法分析

针对层叠式梁壳组合结构强度分析问题,基于ANSYS软件开展了7种简化建模方法的对比分析,涵盖了不同网格、连接关系处理等内容。依托仿真结果开展了连接关系处理方式、偏置方式、模拟单元类型等因素对分析结果的影响分析,包括不同建模简化方式对位移、应力及其分布趋势等的影响,总结提炼出典型梁壳组合结构有限元分析建模及结果提取的关键点,为工程应用提供指导。

可应用于CMOS彩色图像传感器的两层垂直层叠结构及其色彩特性的研究

基于两层垂直层叠结构的色彩传感器可同时对偏蓝波段和偏红波段进行感应, 配合绿/品红滤波片, 为彩色成像提供了可能, 由于它完全兼容于标准CMOS工艺, 可以作为一种新型的CMOS彩色图像传感器像素的感光功能器件。通过垂直层叠结构, 配合两色滤波片, 抽取不同深度的光生载流子, 即可以得到相应波段的成像信息。通过仿真和实验得到了它的各通道响应曲线, 提出了一种增强对了声稳健性的多个多项式回归的方法并得到色彩转换矩阵, 把传感器的4通道响应转换为CIE XYZ三刺激值。同时在CIE L＊A＊B＊空间中对器件传感得到的色彩和原始的色彩坐标进行了比对, 对器件的色彩准确度进行了一个量化评估。结果表明在应用新转换方法, 色彩误差大大优于常用的简单线性转换, 其色彩效果甚至优于商用Bayer滤光片式彩色CCD。

一种可用于单色光谱检测的CMOS层叠传感器

一种可以对单色光谱进行检测的并基于标准CMOS工艺的新型器件结构进行了制作和测试。它的基本原理是:利用器件本身两层结构对偏蓝色的短波长光和偏红色的长波长光的不同响应特性,得到器件响应值对于波长的单调递增曲线并可由此得到输入光谱的单色波长信息。文章中介绍了器件的基本工作原理,设计制作了实验性器件并对其特性曲线进行了实际的标定,最终给出了可用于单色光谱测量的器件响应和波长的对应曲线。

一种紧凑结构的宽频带圆极化微带天线

为了解决层叠结构微带天线剖面高、结构复杂的问题,首次将支节匹配技术用于层叠结构的微带天线中,实现了更佳的阻抗匹配,且降低了天线高度,并将馈电网络与激励贴片做于同一层,使得天线结构简单紧凑。所设计天线的高度为0.053λ,比传统的层叠结构微带天线降低了近50%,同时实现了29.2%的阻抗带宽、32.3%的3dB轴比带宽、11.3%的1dB增益带宽。加工制作了相应的微带天线。结果表明,该天线结构紧凑、频带宽、增益高,且天线底板有足够的空间嵌入移相网络,在相控阵中具有良好的应用前景。

磁电复合材料结构对磁电系数的影响

利用基于压电效应和磁致伸缩效应的本构方程,采用有限元法分别对矩形、半圆形、凸半圆形以及梯形4种不同几何形状的磁致伸缩/压电/磁致伸缩层叠复合材料的磁电响应进行研究,分析复合材料的磁电特性。结果表明:稳态时,两端为半圆形的磁电复合结构的输出电压最大,在外加直流磁场为1 000 Oe时可达76.25 V。频域分析中,两端为凸半圆形的磁电复合结构的共振频率最低,为76.5 kHz。在1 kHz时,两端为梯形结构的磁电复合结构磁电系数最大,为7.63 V/(Oe·cm),在共振时,磁电系数达到126.34 V/(Oe·cm)。进一步分析了磁电压电材料不同层叠顺序对半圆形结构复合材料磁电系数的影响,结果表明PTN层叠顺序的磁电复合结构的磁电系数最大,为5.48 V/(Oe·cm),而TPN层叠顺序型磁电复合材料的磁电系数最小,为1.64 V/(Oe·cm)。

层叠导体脉冲涡流检测中探头瞬态响应的快速计算

针对飞机多层金属结构中各类隐藏腐蚀导致的金属层减薄、层离间隙变化等问题,建立任意n层层叠导体结构脉冲涡流检测的电磁场理论模型,应用矢量磁势A推导得到了导体结构对线圈探头的反射系数,将之归纳为n个矩阵相乘的形式。进一步导出了同轴双线圈探头频域响应的积分表达式,并根据低频电磁场传播特性和偏微分方程理论,将二重广义积分转化为级数求和,采用快速傅里叶变换计算探头的瞬态响应,并与有限元时步法进行对比,验证理论推导的正确性,结果表明级数展开结合快速傅里叶变换是一种更快速有效的求解方法。