基于SLD光源变流驱动的光纤陀螺快速启动研究

光纤陀螺的快速启动技术是应急武备系统、随动控制系统等特殊应用场合的首要要求。提出了一种通过变流调节模式来驱动光纤陀螺SLD光源的方法,建立了变流调节模型并计算了模型参数。通过辅助制冷器控制光源发光芯片温度,可使SLD光源输出光功率迅速达到稳定值。试验结果表明,高低温极限温度条件下SLD光源的启动时间可缩短为恒流模式的一半,特别是在低温启动时避免了SLD光源输出光功率的瞬间过冲带来的光纤陀螺中光电探测器的致盲效应。同时,光纤陀螺在极限高低温下的启动时间缩短1s,实现了光纤陀螺的快速启动。研究结果对光纤陀螺在高低温极限环境条件下的启动提供了有益的参考。

强耦合双间隙微波谐振腔的特性分析

该文设计了一类适合用于较低频波段宽带多注速调管的新型微波谐振腔——强耦合双间隙腔,并采用了较精确的三维电磁场模拟计算程序ISFEL3D对其各种主要参数和特性做了详尽的计算和理论分析,结果表明,强耦合双间隙微波谐振腔工作于π模时具有特性阻抗高而且体积小的突出优点,同时π模频率与2π模频率的间隔明显增大。另外,该文还利用两种常用的集总元件等效电路对计算数据和结论进行验证,并对两种常用的等效电路的精确度做了讨论。

流动湿蒸汽湿度测量微波谐振腔结构分析

在建立汽液两相流数值模型基础上,对微波谐振腔进行了气动和两相流取样分析,设计了一种带楔形取样前段具有圆环网栅端面的圆柱形谐振腔。通过结果分析,定量计算了取样误差,给出了测量结果的修正公式。另外还计算了典型工况下谐振腔的干扰长度,这对腔体在现场的安装运行具有一定的指导意义。最后对谐振腔进行了电磁分析,腔体结构满足电磁特性。表明该谐振腔具有流动湿蒸汽湿度测量的合适结构。

高频腔本征值问题的三维数值模拟

运用有限积分法软件MAFIA和有限元软件ANSYS对两类高频腔的本征值问题进行数值模拟 ,将模拟结果与部分实验数据进行验证 ,得到了比较一致的结果 ,其平均计算精度在 5 %以内 ,证实了两种电磁软件都可用于高频腔本征值问题的数值模拟 ,在计算精度上为满足工程设计需要做了一些研究。另外将两种模拟软件在计算时间上作了对比。

闭腔谐振法测试微波介质陶瓷介电参数

研究用闭腔谐振法测量微波介质陶瓷介电参数的方法 ,采用TE0 1 δ模 ,开波导法研究了闭腔谐振器的谐振频率和导体的表面损耗 ,并由此计算了材料的微波介电常数、微波介电损耗 ,研究了谐振频率、介电损耗随体系结构参数的变化 .研究证明开波导法的采用和此计算模型对体系谐振频率的计算误差小于 5 % .低损耗介质基片的采用不但可降低体系的谐振频率 ,还可有效提高金属板的品质因子 。

一种近方脊滤波器的设计与快速制造（英文）

滤波器是信号传输系统中的重要组件.提出一种快速、高精度复制工艺方法,用于设计和制备WR-10波段矩形波导滤波器.采用多层匀胶单次紫外曝光工艺(硅片上匀SU-8胶),制备出的滤波器高度误差小于0.03%(3μm),陡直度误差小于1.1o.实验结果表明,用该方法制备毫米波滤波器技术可行,并取得了卓越的电磁性能(关于:插入损耗,回波损耗和带宽).最终测试结构可知,通带内的插入损耗测得结果小于0.5 dB,几乎可以忽略不计,在整个通带内回拨损耗大于10 dB.结果表明,这种快速制造技术是制备太赫兹射频器件的一种有效办法,这种新技术将成为推动太赫兹射频器件未来发展的主要动力.

扩展互作用谐振腔的模拟分析

分析了扩展互作用谐振腔的工作原理、特点以及工作过程，并利用PIC粒子模拟程序对其进行了数值模拟，分析了阴极电压、电子注半径、谐振腔个数以及谐振腔周期长度对输出功率、频率及转换效率的影响。结果表明：当阴极电压为28．5～30．0kV时，谐振腔能正常工作；当电子注半径为1．4mm，谐振腔个数为4，阴极电压为29kV时输出功率和转换效率最大，输出功率为128kW，频率12．9GHz，转换效率达37．93％；输出频率随谐振腔周期长度的变小而增大。

Ka波段硅基MEMS滤波器

滤波器是微波毫米波电路中的一个重要部件,本文介绍了采用基片集成波导技术和ICP深刻蚀微机械通孔阵列的硅基MEMS滤波器。设计制作了MEMS滤波器的核心部件谐振器,测试结果显示该谐振器无载Q值大于180,频率误差控制在2%以内。以此为基础采用理论计算与实验设计相结合的方法设计了一个Ka波段硅基MEMS滤波器。滤波器中心频率为30.3GHz,插入损耗1.5dB,相对带宽5%。芯片尺寸为10.0mm×2.8mm×0.4mm。

同轴谐振腔微波幅度均衡器的研究

微波幅度均衡器由吸收型λ/4同轴谐振腔作为其基本结构单元,多级子结构级联构成,谐振频率和功率衰减主要通过改变腔长、探针插入深度和微调螺钉来调节。在结构设计时应从谐振频率、功率衰减、功率容量、抑制高次模、阻抗匹配、温度特性等因素综合考虑,确定同轴谐振腔腔长、可调探针尺寸、微调螺钉位置、子结构单元数量和各组件的材料。均衡器的调试是保证均衡器性能的重要步骤,既要保证均衡器的功率输出与目标衰减曲线拟合,同时要考虑降低插入损耗和温度影响,需要结合多种调试技术反复尝试达到最佳匹配。

光学微球腔谐振模式研究

使用时域有限差分法对近场耦合状态下的光学微腔进行了计算。系统地研究了微腔中不同阶径向模式的各方面性能的差异。并在此基础上讨论了通过改变耦合参数，选择性增强特定模式的途径。研究了数种非均匀介质微腔的性能改变，指出选择性增强特定模式，可以通过以下两类方法：一是对于均匀介质分布的微腔，通过改变耦合参数来改变修逝波场的场强和相位分布，例如改变入射波的入射角，改变耦合间距。二是通过区域性改变微腔的折射率分布来改变微腔的修逝波场的场强和相位分布，如折射率改变（△n）折射率梯度（dn/dr）。探讨选择性抑制高阶模形成改善微腔性能的途径。使得基模获得到高能量密度，和更低的模式体积为研究原子或离子与微腔的相互作用提供更好的环境。

双间隙谐振腔的高频分析

从麦克斯韦方程组出发，运用电磁场的匹配条件，导出了双间隙谐振腔等效周期结构横磁模的色散关系及场分布表达式。然后通过数值计算，求出了双间隙谐振腔的谐振频率和场分布，并分析了谐振腔的结构尺寸对频率的影响，为Ｃ波段双间隙输出腔的设计提供了理论依据。

基于谐振法测试微波介质材料的介电参数

介电常数是介质材料的主要性能参数之一,该文讨论了微波介质的介电参数的理论计算,分析了谐振法的模型,研制了基于谐振法测量微波介质材料介电参数的测量系统。通过对多个样品进行实测,结果表明与参考值比较吻合,评价了该测量系统测量结果不确定度,从而建立了微波频段内微波介质材料介电常数测量平台。

谐振腔内介质的复介电常数求解方法研究

为了建立通用的数学模型求解谐振腔内介质的复介电常数ε_r,根据时谐电磁场的波动方程和边界条件,导出以ε_r作为本征值的变分方程,并应用于矩形腔内的介质柱,求解步骤有较大简化.测量结果表明,该方法可求解大尺寸、高介电常数、低损耗的介质样品.

弓型悬臂梁微静电谐振器力学建模

根据梁的小变形理论 ,对双侧支承微静电谐振器的弓型悬臂梁进行了理论建模和受力分析研究。推导出其受力和变形计算公式 ,研究表明 ,此种谐振器是五次超静定问题 ;在支承长度和工况相同的情况下 ,它比直脚型悬臂梁谐和蟹脚型悬臂梁的谐振幅度大 ;谐振频率和刚度系数随着纵向支撑长度L、横向短梁长度l3的增加而减小 ,随着梁宽b的增加而增加。

含石墨烯临界耦合谐振器的吸收特性研究

临界耦合谐振器是一种薄膜结构,可以吸收几乎所有的入射电磁波而不产生散射.为了有效的实现和控制临界耦合现象,本文提出了在临界耦合结构中加入了基于石墨烯的多层薄膜结构来代替原来的吸收薄膜层.计算表明临界耦合现象出现在近红外波段,且可以通过调节石墨烯的费米能级来获得不同的临界耦合频率;另外改变多层薄膜结构中介质的厚度、石墨烯的层数,实现了临界耦合现象的可调谐性,同时对于弛豫时间和入射角度对吸收效率的影响也做了相应讨论.本文理论结果为基于石墨烯的临界耦合器件和光探测器件的设计提供了理论依据.

谐振式集成光学陀螺解调特性分析

基于激光器频率谱检测技术,沿着光的传输方向分析了光波在谐振式集成光学陀螺系统中的传播,结合输入信号特征,建立频域内的数学模型,通过数值仿真和实验得到了调频检测系统下的解调曲线。按照光的传输方向:激光器、声光晶体移频器、光波导环形谐振器、探测器,利用贝塞尔函数展开和光场耦合模理论分析了谐振式集成光学陀螺解调特性,及其调频调制检测系统解调输出信号与谐振频率偏差之间的关系。通过数值计算,分析了解调曲线的变化规律,得到了施加在激光器压电陶瓷驱动器上调制波形的最佳调制系数。在实验上搭建了激光器频率调制解调技术系统,得到了解调曲线。数值仿真和实验结果表明,当调制系数M=2时,线性工作区间斜率最大,解调曲线最好。实测形状与理论分析结果相符,从解调信号得到±2×103rad/s的陀螺动态范围。

超材料谐振子间的电耦合谐振理论与实验研究

通过将两个金属开口环谐振器口对口地放置,实现了超材料谐振子间的电耦合谐振.对电耦合谐振的微波等效电路进行了理论分析和数值计算,结果表明耦合后的超材料谐振子能产生两个谐振频率,其中一个随耦合强度的增加逐渐向低频方向移动,而另一个固定在单谐振子的谐振频率处不变.微波透射谱的实验测试和电磁仿真结果表明,两个谐振峰随耦合强度的增加分别向低频和高频方向移动.分析表明:低频谐振峰的位置主要是由超材料谐振子间的电耦合强度决定的;高频谐振偏离单谐振子的谐振频率主要是由不可避免的磁耦合引起的,而且在耦合间距越小时磁耦合影响越大.提出的基于超材料谐振子间的电磁耦合实现的双频谐振及其可调性极大地增加了超材料的设计与应用空间.

基于阶梯阻抗谐振器的双频微带带通滤波器设计

设计了一种基于1/4波长阶梯阻抗谐振器(SIR)的交叉耦合微带双频带通滤波器,利用SIR终端加载的金属化短路通孔实现K倒置器,利用谐振器之间的级间耦合实现J倒置器,通过相邻谐振器之间的级联耦合和不相邻谐振器之间的交叉耦合,完成了四阶双频带通滤波器的设计。滤波器两个通带的中心频率分别为3.78GHz和8.69GHz,中心频率比大于2,对应的插入损耗分别为-1.28dB和-2.29dB,带内回波损耗分别为-12.38dB和-25.0dB。测量结果和仿真结果基本吻合,实现了双频带通滤波器的小型化和低损耗。

制备光学金刚石膜的微波谐振腔设计及优化

设计了两种具有不同结构的用于制备光学金刚石膜材料的新型微波谐振腔,第一种山字形剖面的重入式谐振腔,具有能提供足够大的微波谐振空间,激发出高密度等离子体的优点,对其改进后,沉积基台倒置,减少杂质,有助于提高膜的质量。在第二种谐振腔结构优化过程中发现,微波传输结构部分设计过渡锥台比直接连接时,沉积台上方可获得更强的电场强度,有利于提高沉积速率。对气体供给方式及流速进行了优化,提出了两种工作气体供给模式,模式I从中心孔进入,模式II从环状孔进入。结果表明:模式I有利形成均匀膜层,最佳气体流速范围为5~10 m/s。设计的微波谐振腔可应用于高品质光学金刚石膜的制备。

Li_2B_4O_7晶体在SAW技术中的应用研究

采用CZ法生长了30× 30mm3 的Li2 B4 O7单晶体。对晶体的压电性能进行了研究 ,弹性系数的交叉分量少 ,数值相对较小 ;在 (0 0 1)面内有较高的声波传播速度 ,其变化范围为 6 5 0 0～ 70 80m/s,在 [0 0 1]方向有较低的声波传播速度 ,大约为 5 16 0m/s;而压电性能表明在不同方向的机电耦合系数均比石英晶体相应参数大得多。对晶体谐振器和压控震荡器的性能进行了研究 ,发现其机电耦合系数近似石英的十倍 ,很适合用来制作宽频器件。晶体谐振器的频率温度特性为抛物线型 ,其转变温度在室温 ,在 - 10℃～ 5 5℃温度范围内频率变化为 3× 10 -4 ,具有良好的频谱响应 ,其寄生频率高出主振 180kHz,衰减大于 30dB ,完全能满足器件使用要求。晶体滤波器 3dB带宽的相对宽度为1%,而石英仅为 0 .4%。