159WX波段固态空间功率合成放大器

根据径向波导的主模特性,提出了一种基于径向波导的空间功率合成系统和它的简化模型.利用HFSS(High Frequency Structure Simulator)软件,开发出了16路宽带空间功率合成电路和159W X波段放大器模块.结果发现,无源合成网络在整个X波段合成效率都优于88%,放大器模块在其工作频率内(11.9GHz^12.3GHz),合成效率优于83%.

宽带高效径向波导基空间功率合成技术

为获得振幅和相位一致性较好的空间功率合成结构，对径向波导电磁场分布进行了理论分析，推导出径向波导内存在TM00主模。根据TM00波电磁场的轴向对称性，提出了径向波导功分器的简化电磁模型和等效电路。并由此研制出了性能良好的x波段159w固态功率放大器。在整个x波段，无源合成网络的合成效率都大于88％。含单片微波集成电路芯片（MMIC）的整体合成固态功放合成效率在整个MMIC工作频率范围内（11．9～12．3GHz）大于83％。

32路X波段径向波导空间功率合成系统研制

为突破单个固态功率器件在微波毫米波频段功率输出能力较低的限制,我们根据径向波导中主模TM00波电磁场的轴向对称性,提出了径向波导空间功率合成技术。并利用HFSS(高频电磁场仿真软件)和ADS(高级设计系统)软件,研制出了一款32路X波段径向波导空间功率合成系统。仿真和实验证明,从8.6GHz至12.3GHz,这种径向波导无源空间功率合成系统的插入损耗小于1dB,反射损耗小于-15dB,合成效率大于80%。

大颗粒二维流化床压力及压力脉动

由于目前大颗粒流态化理论还很不完善,为了丰富大颗粒流态化理论,对G e ldart D类不同物料组成的二维流化床的压力及压力脉动分布规律进行了研究,并将其结果同高速摄影仪拍摄到的结果进行了对比.试验发现:床层压力分布规律可近似的用公式Δp=pi-pj=ρp(1-ε)(hj-hi)来表示.压力脉动分布规律主要是流化床中气泡行为的反映:压力脉动方差值的先减小,后增大,最后又减小的变化规律对应着流化床中气泡的产生,均匀上升,聚并长大,而后破裂的规律.另外,从高速摄影照片发现床层中气泡发展方向总是向着料层面较高的一方发展.

传输线理论场的可视化教学实验

传输线理论是电磁场与微波技术中一个非常重要的理论,但概念抽象,理解困难。为了增强学生对传输线理论的理解,文中把传输线理论同均匀平面波传播理论做了详细的对比。利用HFSS软件构建了3种终端条件(短路、开路和匹配)下沿线工作状态的可视化实验教学模型,以视频图像的形式展示了沿线电磁场的工作状态,揭示了传输线理论的电磁场内在本质。这种感性认知实验有助于加强学生对传输线理论的理解和掌握。

宽带基片集成裂缝波导空间功率合成器

谐振式裂缝波导空间功率合成器,尽管有较高的合成效率,然而其狭窄的工作带宽(3 dB相对带宽不到5%)、繁琐的机械加工工艺和笨重的体积等缺点,极大地限制了它的进一步应用。为了克服以上缺点,采用行波技术和基片集成波导(SIW)技术,研制出了轻便的宽带基片集成裂缝波导空间功率合成器,它的相对工作带宽可达到30%以上,加工工艺为传统的平面工艺,其尺寸、重量和加工成本大幅减小,加工精度和生产效率大幅提高。

基于虚拟仿真的圆波导教学方法

圆波导是重要的微波传输线系统之一,可做成各种用途的波导器件,对其特性的正确理解是对微波工程师和研究者的基本要求。圆波导因涉及到柱坐标系和特殊函数,本科生对此比较陌生,理解起来比较困难。为此,提出一种基于虚拟仿真可视化的辅助教学方法。这种教学方法更重视求解思路和结果的理解,而烦琐的求解过程则交给软件来完成。通过可视化的仿真结果与解析式的对比学习,对圆波导特性的理解变得比较容易,是一种有效的教学方法。

Bi_2O_3-CaO-ZnO-Nb_2O_5系陶瓷介电性能研究

借助XRD,SEM,HP4140B微电流计和HP4274A阻抗分析仪等测试手段,研究实验制备的BCZN[(Bi1.5Ca0.5)(Zn0.5Nb1.5)O7]陶瓷试样介电性能,并第一次提出了介电常数临界温度和介质损耗临界温度的概念。结果表明:BCZN陶瓷是高频稳定形陶瓷,具有面心立方焦绿石结构,且在最佳烧结温度和保温时间下,为均一的α相单相结构;在很宽的频率范围内,介电常数较高(εr≈81)且很稳定,介质损耗很小(tanδ≈-1.0×10-4);它的介电常数在温度低于介电常数临界温度时,与温度呈线性关系,在温度高于介电常数临界温度时,发生高温突变;介质损耗在温度低于介质损耗临界温度时几乎不变,在温度高于介质损耗临界温度时,发生高温突变;介电常数临界温度和介质损耗临界温度都随频率的升高而升高。

Bi基焦绿石结构陶瓷的介电频率特性

在低频、射频和微波波段频率下，借助HP4192A阻抗分析仪和HP8720ET／ES网络分析仪，对3种Bi基焦绿石结构介电陶瓷材料BZN[(Bi1.5Zn0.5)(Zn0.5Nb1.5)O7]、BZS[(Bi1．5Zn0.5)(Zn0.5Sb1.5)O7]和BCZN[(Bi1.5Ca0.5)(Zn0.5Nb1.5)O7]的介电频率特性进行了分析研究。结果发现：介电常数随着Bi基焦绿石结构中氧八面体间隙增大而增大；从低频到射频，BZN(ε≈160)、BZS(ε≈42)和BCZN(ε≈81)三体系介电常数都较高且很稳定，其介质损耗都很低(Tanδ≈10^-4)；在微波频段(4GHz)下，介电常数分别约为98．596、30．573和56．451。

2W6～18GHz宽带MMIC功率放大器

运用微波在片测试技术和IC-CAP模型提取软件对总栅宽为850μm PHEMT器件进行了大信号建模,并利用此模型,采用分布式放大器与电抗匹配相结合的方法,制备了一款三级宽带功率放大器。实验测试结果和ADS仿真结果相吻合。其测试结果为:在6～18GHz频段内,平均输出功率Po为33dBm,功率增益Gp在22～24dB之间,功率附加效率PAE在23%～28%之间,输入输出端口电压驻波比VSWR<1.8,稳定性判断因子K>1(在5～19GHz内)。

一种宽带功分器的设计与实现

功分器作为通信系统中的一种重要元件已经得到广泛应用。该文介绍了Wilkinson功分器的设计方法,并使用ADS软件设计出一种工作在1 4 GHz频段的宽带功分器,采用多节阻抗变换器级连的方式来展宽工作频带。最后制作实物并对实物进行测试,获得良好结果,验证了该设计方法可行性和有效性。

大颗粒流化床放大准则简化与冷态验证

以气固两相流和相似理论为基础，对流化床中颗粒相与流体相动景方程进行了分析与处理，将原放大准则的9个无量纲准数简化成了7个，分别为傅鲁德数（umf^2／（gD））、流化数（u0/umr）、密度比（pP/pr）、静床层高与床径比（Hmf／D），睐体几何结构比，球形度（Ф）利粒度分布（PSD）。此放火准则不仅包含了几何条件和物料特性条件，而且包含了流化床的操作条件。经流化床冷模实验验证，该放大准则有效。

用于SiC和蓝宝石衬底的AlGaN/GaN HEMT热解析模型

研究了温度的升高对低场迁移率及阈值电压的影响,建立了模拟AlGaN/GaN HEMT直流I-V特性的热解析模型。模型考虑了极化、材料热导率、电子迁移率、薄层载流子浓度、饱和电子漂移速度及导带断续的影响。模拟结果表明,低场迁移率随温度的升高而下降,阈值电压随温度的升高略有增加,但变化很小,而沟道温度随漏压的增加上升很快,并最终导致输出漏电流的下降。最后将模拟结果与实验值进行对比,符合较好,证明了该模型的正确性,并可以应用于SiC和蓝宝石两种不同衬底AlGaN/GaN HEMT器件的模拟。

一种高速数据采集及存储系统的研究

由于高速数据采集对信号完整性、信号干扰、高速布线及数据处理和高速实时存储要求极高,而其应用环境又往往非常复杂,所以在目前的实际应用中,很难找到一种既能进行高速数据采集、又能大容量存储的数据采集系统,以保证能够长时间的进行高速数据采集.针对这些问题,提出了一种高速数据采集及存储的解决方案,将嵌入式微处理器及大容量ATA硬盘直接嵌入在具有PCI总线及USB总线的采集卡上,实现既可联机运行也可脱机运行的高速数据采集及存储系统.

微波技术基础中矩形波导传输特性教学方法研究

微波技术基础课程中,电磁波在矩形波导中传播的传输特性教学研究,一般采用公式推导以及曲线图辅助方式教学,导致学生对截止波长的理解比较抽象,影响学生对波导传输的截止模式以及传输模式方面知识的掌握程度。本文针对此问题,采用 HFSS 软件辅助教学,直接给出不同频率下、在传输模式以及截止模式下矩形波导中电磁场的分布特性,从而使学生对传输模式、截止模式、波导波长以及截止波长等特性具有直观的了解。

InP晶片位错密度分布测量

采用国际通用的方法,测定了不同类型的用高压LEC法生长的InP单晶样品的整片位错分布,直观显示位错密度在晶片上的分布情况,分析了EPD分布结果和原因,说明单晶生长工艺和掺杂剂等因素对其产生影响。从数值看,一般掺S的材料位错密度较低,随着掺杂浓度的增加位错密度明显降低,晶片的均匀性也越好。掺Fe的材料位错密度一般,但随着掺杂量的增大位错密度升高,晶片的位错分布也不均匀。非掺杂材料的位错一般较多,但均匀性较好。通过工艺改进可以明显降低位错,为今后进一步开展晶体完整性研究、改进工艺、提高单晶质量打下了良好的基础。

非接触四波混频技术测试InP单晶

利用四波混频(FWM)技术测试了非掺杂、掺Fe半绝缘InP单晶的光电特性,对载流子的产生、复合和输运等过程进行了研究,分析了深陷阱在载流子的产生与输运中的作用,并给予了解释。利用光栅衰减动力学得到在不同激发水平下非平衡自由载流子的扩散系数和复合时间。通过分析衍射效率和激发能量之间的相互关系,测定了缺陷的电学特性,即它们在光照下的传输和对载流子传输的贡献。这种技术可以通过测量时间和空间上的载流子分布,进而利用光学技术测试半导体材料的光电特性。

8路鳍线空间功率合成系统设计

功率合成技术是解决当下单个固态功率器件无法满足某些大功率系统要求问题的有效方法。基于鳍线阻抗变换原理,借助全波电磁场仿真软件CST2013,设计了一款基于Bj120型矩形波导的8路空间功率合成系统。仿真和试验表明,在整个Bj120型矩形波导工作频段内,具有85%以上的合成效率,回波损耗大于15dB的良好驻波性能,是一种性能优良的空间功率合成系统,能有效应用于微波大功率领域。

基于ADS软件传输线理论虚拟实验教学

为使学生更好地理解传输线理论的实质,掌握微波电路设计工具并提高学生的实践能力,利用ADS2015软件构建了终端短路、终端开路和终端匹配3种情况的虚拟实验教学模型,分别进行了传输线沿线电压波、电流波和阻抗的工作状态的虚拟仿真。实验结果很好地展示了理论的实质,正确地验证了理论。

同轴特性阻抗电磁场综合实验

综合应用均匀平面波理论、传输线理论、静电场理论和静磁场理论,从场和"路"两方面分析比较了无耗同轴传输线特性阻抗的计算。利用ANSYS Maxwell软件对4组同轴线内部电磁场分布和分布参数进行了仿真。实验结果显示:同轴线内部电磁场可视化分布图与相关理论相吻合,各组特性阻抗相对误差均小于0.1%。因此该实验方法简单可靠,既能揭露特性阻抗的电磁场本质,又可以提高学生的综合应用能力。