碳纳米管微波损耗机理的探讨

研究表明,铁磁性纳米粒子能增强和改善碳纳米管的微波吸收性能,碳纳米管和聚合物的复合物可能成为性能优异的微波屏蔽与吸收材料。探讨了碳纳米管材料的微波损耗机理。

吸波材料的微波损耗机理及结构设计

就吸波材料与电磁波的相互作用及其损耗机理进行了阐述。通过对吸波材料与电磁波相互作用的研究和不同类型吸波材料微波损耗机理的详细探讨,对研制高宽频、质轻、红外微波隐身兼容复合型吸波材料进行了展望,并提出了材料结构设计的思路。

搪瓷微波炉中搪瓷材料微波损耗的研究

本文采用微波谐振腔法对微波炉内胆各种材料的微波损耗特性作了对比测量,得到了有价值的结果,特别是对搪瓷内胆材料有了新的认识。

铁催化高压歧化生成的单壁碳纳米管氢等离子体的微波损耗机理

运用双流体理论,在同时考虑了单壁碳纳米管中氢等离子体的电子碰撞吸收和氢离子碰撞吸收的基础上,理论推导出了铁催化高压歧化生成的单壁碳纳米管中氢等离子体的微波衰减系数公式,数值计算了0.2～18GHz频段的微波衰减系数.计算结果表明,铁催化高压歧化生成的单壁碳纳米管中氢等离子体对2.45GHz的微波产生强烈损耗.理论值与实验数据相吻合.

吸波材料的基础研究及微波损耗机理的探讨

从物理学和材料学的观点,较为系统地总结了制备吸波材料的基础研究,并探讨了传统吸波材料及新型纳米吸波材料的微波损耗机理。最后,对吸波材料研究的发展方向提出了一些见解。

双层螺旋环超表面复合吸波体等效电路模型及微波损耗机制

针对超材料吸波频带窄的问题,采用金属螺旋环超表面与碳纤维吸波材料相复合的方式,设计了宽频高性能复合吸波体.研究发现,在碳纤维吸波材料中引入双层螺旋环超表面能显著增强吸收峰值和吸波带宽,且适当增加螺旋环初始线长和吸收层厚度有利于提高复合吸波体的吸波性能, 9.2—18.0 GHz频段的反射损耗均优于–10 dB (带宽达8.8 GHz),吸收峰值达–14.4 dB.利用S参数计算得到螺旋环-碳纤维复合吸波体的等效电磁参数和特征阻抗呈现多频点谐振特性,通过构建双层螺旋环超表面等效电路模型,定量计算了复合吸波体的电磁谐振频点,发现由等效电路模型获得的谐振频点计算值与仿真值基本相符,说明该复合吸波体多频点电磁谐振是宽频电磁损耗的主要机制.

Ti:LiNbO_3电光调制器中复杂截面形状行波电极系统微波损耗系数的计算和分析

本文给出了一种采用有限元法利用电感增量公式计算Ti:LiNbO_3电光调制器中复杂截面形状行波电极系统微波损耗系数的计算方法。这一方法得到计算结果与其它计算方法所得的计算结果吻合较好,对本实验室和已发表文献中的一些调制器电极结构进行了计算,分析了计算和实测值偏差的原因,给出了在设计宽带Ti:LiNbO_3电光调制器电极系统时微波损耗系数的修正因子。

无定型碳的微波损耗特征及其耦合热转换影响因素分析

运用多物理场耦合软件COMSOL的微波加热模块对微波加热无定型碳的动态过程进行了模拟分析。结果表明微波加热是整体性加热,由外而内碳的升温速率逐渐降低,随着热传递的进行,内外温度趋于一致。忽略磁损耗效应,电损耗功率密度与升温速率正相关。电导损耗功率密度与电场模下降趋势相同,2 s之后介电损耗占主导。介电常数实部单独增大时,电损耗减小,升温速率降低;介电常数虚部单独增大时,介电损耗先增大后减小,升温速率先升高后降低;电导率单独增大时,电导损耗增大,升温速率提高。微波输入功率减小时,电损耗减小,升温速率降低。碳与空气存在热交换时,升温速率和温度梯度都有小幅降低,升温趋势基本不变。点掺杂Al_2O_3时,掺杂点周围温度变化平缓,中心点升温速率提高,温度梯度大幅减小,升温趋势基本不变。微波加热时间为7 s时,介电损耗最大,升温速率最高,7 s之后升温速率开始降低。

160 GHz带宽LiNbO_3电光调制器微波损耗的限制

本文通过模拟 L i Nb O3电光调制器的电传输特性 ,提出了厚电极共面波导 (CPW)行波电极微波损耗的经验公式 ,在此基础上研究了带宽为 16 0 GHz的调制器的微波损耗因素。结果表明 ,辐射损耗将占重要地位 ,而且小的电极尺寸更易实现宽带调制。

乌青铜型BaNd_2Ti_4O_(12)微波介质陶瓷的电导和介电损耗(英文)

用固相反应合成了乌青铜型钛酸盐陶瓷BaNd2Ti4O12, 并用电化学阻抗和微波介质谐振测试表征了不同热处理和钽掺杂对电导和微波介电损耗的影响. 电导率随退火气氛(空气, 氧气和氮气)的变化与缺陷反应平衡2OO×■2VO··+O2↑+2e'和TiT×i+e'■Ti'Ti随氧分压的变化一致, 表明BaNd2Ti4O12具有n型导电性质. 在空气和氧气中退火有利于减少包括VO×, Ti'Ti和弱束缚电子在内的本征缺陷因而降低电导. 而在低氧分压的氮气中进行退火处理, 增加了缺陷的浓度, 同时提高了电导率. 在空气/氧气/氮气中的退火处理对微波介电损耗没有明显的影响, 表明本征缺陷对微波介电损耗的影响可以忽略. 空气退火处理样品的电导率和微波介电损耗低于空气淬火处理的样品; 其中电导的变化与缺陷反应平衡相关, 但空气退火降低微波介电损耗可能与退火消除晶格热应力有关. 五价钽的掺杂降低了电导但增大了微波介电损耗. 本研究表明空气退火处理能有效地改善BaNd2Ti4O12陶瓷的品质因子Q×f, 其值提高了约12%.

混合导体氧化物SrFeCo_(0.5)O_y的微波介电损耗

用XRD分析了微波合成方法制备的混合导体氧化物SrFeCo0.5Oy相结构的变化,用矩形谐振腔微扰法测量了在SrFeCo0.5Oy的合成过程中材料的微波介电损耗变化,研究了温度及保温时间对材料微波介电损耗的影响.结果表明,SrFeCo0.5Oy的相结构与含量的变化影响材料的微波介电损耗.讨论了用微波合成法能制备出纯SrFeCo0.5Oy相材料的原因.

Nb_2O_5掺杂对SrTiO_3陶瓷显微结构和微波介电损耗的影响

采用无压烧结工艺制备了Nb_2O_5掺杂SrTiO_3陶瓷,研究了Nb_2O_5掺杂量对SrTiO_3陶瓷相组成、显微结构和微波介电损耗的影响。结果表明:Nb_2O_5掺杂对SrTiO_3陶瓷的相结构没有产生明显的影响,但会在一定程度上阻碍样品的致密化,同时促进晶粒的生长。随着Nb_2O_5掺杂量的增加,SrTiO_3陶瓷的介电常数从296逐渐下降至230左右,温度系数从1.714×10-3℃-1逐渐下降至1.629×10^(-3)℃-1,Q×f值则先急剧升高,之后又慢慢下降。当Nb_2O_5掺杂量为0.15%(质量分数,下同)时,SrTiO_3陶瓷样品的介电损耗最低,Q×f可达6 281GHz,大约是纯SrTiO_3(1 145GHz)陶瓷样品的5.5倍(此时介电常数约为270,温度系数约为1.684×10^(-3)℃^(-1))。此外,对材料显微结构、介电常数、温度系数特别是介电损耗变化的原因进行了分析。

BCB/InP基宽带低损耗共面波导微波传输线

面向高速行波电吸收（EA）调制器的需要，设计并制作了基于苯并环丁烯（BCB）聚合物／InP衬底的宽带（0～40GHz）、低损耗微波共面波导传输线。对共面波导结构开展仿真设计，分别对BCB材料厚度、InP衬底导电率和信号电极宽度等关键参数进行了优化。结果表明，当设计的BCB膜厚为4μm、InP衬底导电率小于0．002（Ω·cm）^-1和信号线宽度为84μm时，微波传输性能可达最优。在此基础上，采用电阻率为10^8μΩ·cm的半绝缘（SI）InP衬底、涂覆4μmBCB薄膜，制作出0～40GHz范围内微波损耗小于0．5dB／mm的共面波导传输线。

球形金属颗粒的微波响应特性

文中讨论了在波长极限（λ＿０》ａ，ａ为球半径）下，金属球形颗粒的微波响应。确定了其电极化率和磁极化率。证明了当半径接近越肤深度时，存在不可忽略的微波涡流损耗。同时证明非磁性金属颗粒的存在，将使体系具有一定抗磁性。

六角晶系钡铁氧体与锶铁氧体吸波性能的比较

采用柠檬酸盐溶胶-凝胶法制备了六角晶系钡铁氧体BaFe12O19与锶铁氧体SrFe12O19。采用XRD、AFM、TEM研究了产物的粒形、粒径与矿物组成。结果表明,铁氧体的平均粒径为50nm。采用网络分析仪分别测试了0.1～6GHz内铁氧体的介电常数、磁导率与12～18GHz内吸波涂层的微波损耗。结果表明,钡、锶铁氧体的介电常数虚部形态与损耗角正切形态基本相同,但钡铁氧体在较宽的频率范围内具有较多的损耗角正切峰值,钡铁氧体的吸波性能优于锶铁氧体。

吸波材料基础理论的探讨及展望

从物理学和材料学的观点，较为系统地总结了制备吸波材料的几个基础理论，并探讨了传统吸波材料及新型纳米吸波材料的微波损耗机理。最后，对吸波材料的基础理论研究方法和今后的发展提出了一些见解。

LiNbO_3光纤型行波光调制器的有限元分析与设计

文中提出一种新型的LiNbO3行波光调制器———LiNbO3矩形光纤型行波光调制器,它用LiNbO3晶体光纤代替传统的LiNbO3波导,耦合效率高,调制带宽达500GHz,能保证很好的阻抗匹配和小驻波比。文中采用有限元法对调制器的尺寸形状进行模拟分析,并进行了优化设计,得到了最优化尺寸及其主要性能指标。最后,探讨了双电极LiNbO3矩形光纤型行波光调制器的制作工艺。

楔体周期结构电磁波衰减的理论计算及数值模拟

微波吸收材料抑制表面对电磁波的反射有两种主要方法:一是根据传输线理论,通过材料配方改变材料电磁参数实现材料和空气的阻抗匹配;另一种是采用表面设计方法,包括复合结构层设计和将吸收表面设计成某种特殊的结构,实现对电磁波的回波衰减。本文采用等效传输线理论和几何光学原理分别对表面周期结构中的棱楔周期结构及其微波耗散机理进行了理论计算和数值模拟,得出了几点重要结论:(1)应使楔体周期宽度尽可能等于或接近电磁波波长,以实现良好的阻抗匹配;(2)楔体深度越大,阻抗匹配越好;(3)减小楔体夹角可增强回波衰减。以上结论对指导微波吸收材料的设计具有十分重要的意义。

高速InP基半导体电光调制器行波电极结构研究

对PIN型和NIN型两种InP基Mach-Zehnder电光调制器的电极结构进行了数值仿真研究,从而确定出适于这两种电光调制器的行波电极结构。仿真结果表明,NIN型电光调制器可采用简单的单臂类微带电极,而PIN型电光调制器需采用周期容性负载电极,以达到良好的阻抗匹配特性和传输特性。进一步地,提出了将串联推挽式行波电极结构应用于PIN型电光调制器,可以简化制作工艺并获得良好的微波特性。

Low-Microwave Loss Coplanar Waveguides Fabricated on High-Resistivity Silicon Substrate

Three kinds of coplanar waveguides （CPWs） are designed and fabricated on different silicon substrates---common low-resistivity silicon substrate （LRS）, LRS with a 3μm-thick silicon oxide interlayer, and high-resistivity silicon （HRS） substrate. The results show that the microwave loss of a CPW on LRS is too high to be used, but it can be greatly reduced by adding a thick interlayer of silicon oxide between the CPW transmission lines and the LRS.A CPW directly on HRS shows a loss lower than 2dB/cm in the range of 0-26GHz and the process is simple,so HRS is a more suitable CPW substrate.