数字化背景下“设计思维+PBGS”双核驱动设计类应用型课程改革研究

随着科技的进步与互联网的普及,数字化时代已经成为生活中的常态,科技的发展与创新成为人们关注的焦点,数字技术也正在不断推动教育体系发生全方位、多层次、立体化的变化。本文通过分析设计类应用型课程现状与存在的问题,结合数字化背景下人才培养需求,运用设计思维与PBGS的方法进行课程改革与创新研究,充分发挥课堂教学的主阵地,提供更有质量的课程教学模式,构建依托市场需求,服务地方经济为目标的课程教学体系,进而促进数艺创新、增强学生核心竞争力。

一流专业视域下统计学OBE-PBGS式教学改革探讨

在一流专业建设背景下,以学生为中心、产出为导向、持续改进的OBE-PBGS式教学改革势在必行。以金融工程专业为例,通过分析学情和教学痛点、完善教学理念和教学目标、丰富教学案例库、创新教学方法和学习方式、强化课堂管理和教学过程控制、优化学生学习评价和师资队伍建设,构建线上线下相结合,课前、课中、课后全过程,教师与学生互相促进的良性自循环教学改革路径。

ADI-FDTD方法在一维PBG结构中的应用

提出一种新的无时间约束时域有限差分 (FDTD)法。与传统的方法不同的是在该方法中引进了交替隐式 (ADI)技术 ,即将原来一个时间步分成两个子时间步 ,在两个子时间步中 ,显式和隐式差分误差相互弥补使精度仍保留在二阶小量。理论证明 ,这种混合技术不再要求时间上满足原有约束条件 ,对于长时间才能稳定的问题具有较高的实用价值。而光电子带隙结构 (PBG)是一种周期性结构 ,多次反射与透射导致电磁波在该结构中形成较长时间振荡 ,采用ADI技术 ,时间步长的增加将明显减少FDTD的计算时间 。

采用介质PBG盖板Fabry-Perot谐振器的宽频带高增益印刷天线

研究了采用介质盖板组成的Fabry-Perot(F-P)谐振器结构的宽频带高增益平面印刷天线。比较了不同结构参数对天线性能的影响,并在此基础上通过引入二维光子带隙(PBG)结构,提出了两种既能提高增益、又能减小背向辐射的新型结构。通过软件仿真计算和实验,都验证了这两种结构的天线具有较好的实际应用性能。

并行共形FDTD算法及其在PBG结构仿真中的应用

本文研究了MPI信息传递接口支持下的 3维并行共形网格FDTD算法 ,并利用典型PC集群的硬件环境进行了具体的实例测试 .采用该方法对一种一维圆形光子带隙微带滤波结构的S参数进行了计算 。

二维介质PBG结构色散特性的时域有限差分法分析

采用时域有限差分法分析二维介质柱PBG结构的色散特性.计算表明,在介质填充比相同的条件下含单介质柱周期的PBG结构,其介质柱形状对色散特性的影响很小;而含多介质柱周期的PBG结构,TM波的阻带中心频率随介质柱个数的增多而提高,阻带绝对宽度增大,相对宽度相当.

刻蚀在导带边缘的PBG微带线

首次提出了一种新型的50Ω光子带隙(PBG)结构微带线。该PBG结构的制作是在金属导带边缘周期地刻蚀矩形和梯形结构,其微带线的阻带较深、较宽,且通带的波纹较小,与在金属导带或金属接地板上刻蚀周期性孔的通常PBG微带线相比,该新型PBG结构微带线的S参数特性较好。这种新型PBG结构的仿真结果得到了实验的证实。

适合于电路集成的PBG结构微带线

研究了光子带隙结构支撑的微带线。采用在接地板上光刻出光子带隙结构形成新型的微带线 ,利用FDTD数值仿真和实验的方法进行了研究。分析了方孔的情况 ,并对三级级联光子带隙结构构成滤波器的情况进行了研究。给出了频率传输特性曲线 ,验证了此种结构频率禁带的存在。

基于FDTD的波导介质层PBG结构的研究

该文提出了波导中介质层式的PBG结构,并对其阻带特性进行了数值分析,其中包括PBG 结构的设计;周期长度、周期个数、单元尺寸等几个方面对阻带特性的影响等,并给出了结论。利用介质层 PBG结构来制作波导滤波器具有设计简单、易于实现的显著优点。

一种新颖的PBG宽阻带低通滤波器

本文首次提出综合PBG结构和微带线结构两因素 ,来设计滤波器的概念 .与普通PBG结构滤波器不同的是 ,本文采用具有T形和十字形短截线的微带线代替直线微带线 ,在接地板上只需刻蚀一列PBG结构即可构成宽阻带低通滤波器 .文中以T形短截线PBG结构的低通滤波器为例 ,运用时域有限差分法 (FDTD) ,分析了在不同短截线长度和PBG结构方孔边长的情况下 ,该滤波器的传输特性 .文中还给出了该滤波器和Rumsey方法与Kim方法设计的级联、并联两种PBG结构低通滤波器的传输特性的模拟结果及其对比分析 .最后 ,文中给出了模拟结果和测试结果 ,来验证所设计的低通滤波器的有效性 .

具有分形特征的PBG微带线

提出了具有分形特征的光子带隙结构微带传输线 ,用类似于塞尔宾斯基垫结构代替一般的方孔 ,在微带传输线的接地板上开孔 .对不同生长维数的塞尔宾斯基垫结构进行了实验研究 ,结果得到了与谐振无关的双频率带隙 .

基于UC-PBG的雷达吸波材料

研究了微波光子晶体在雷达吸收材料上的应用,提出了一种应用UC -PBG的新型雷达吸收材料。该材料相对于传统的电Salisbury屏,具有厚度薄、重量轻的优点,且吸收带宽取决于高阻表面的电磁带隙,不再会受到厚度为λ/4的限制。

高职实训课程PBGS教学模式设计与应用

为提高设计制作类高职实训课程的教学效果,提出了一种数字校园环境下结合仿真实验教学的PBGS教学模式。该教学模式基于建设的课程网络平台,以分组完成不同仿真制作项目为载体,以学生为主体,将线上与线下、仿真与实践有机结合,并以改革考核方式引领教学活动的开展。这种教学模式被用于天线安装与调试实训课程,实践表明,学生更好地理解了天线相关抽象概念,学生的动手能力和学习兴趣得到了提高,教学效果更好。

基于半解析谱元法的各向异性介质PBG结构传输特性的研究

将精细积分方法与谱单元法结合,对含有各向异性介质的波导介质层光子带隙(PBG)结构的传输特性进行了研究.从矢量波动方程相对应的单变量变分形式出发,对含有各向异性介质波导横截面采用谱单元进行离散,引入对偶变量,将单变量变分原理导人到哈密顿体系,利用精细积分法求出出口刚度矩阵.数值算例将半解析谱元法与常规有限元法、半解析有限元法进行了比较,表明本文方法具有高精度、高效率的特点,而且计算精度随着谱单元阶数的增加呈指数增长.

非Yee网格的FDTD法分析复杂媒质PBG结构的带阻特性

采用电、磁场各分量均位于网格中心的高阶时域有限差分法计算PBG结构的色散特性。对简单媒质问题的计算结果与采用Yee网格时域有限差分法所得一致,但更适合于分析含复杂媒质的问题。计算了三类磁各向异性PBG结构的色散特性曲线,指出:磁各向异性媒质都可明显增宽第一阻带;对称型磁各向异性还增多色散特性曲线中的阻带数,但旋磁型各向异性则不影响阻带数。

可调带宽PBG微带线

本文提出了一种新型的50Ω光子带隙(PBG)结构微带线,该PBG结构的制作是周期地改变金属导带的宽度,同时在金属接地板上刻蚀圆孔,此种PBG结构可以获得窄的通带或宽的阻带,其微带线的通带和阻带的宽度可按照设计者的要求改变。本文设计、制造和测量了两个新型的PBG结构微带线,并通过仿真验证这种新型PBG结构的仿真结果得到了实验的验证。

MRTD算法在一维PBG结构中的应用

将基于Daubechies紧支集尺度函数的时域多分辨分析(MRTD)算法用于光子带隙结构(PBG)的时域分析中,实现了MRTD算法的连接边界和PML吸收边界条件,并对带隙结构的反射系数进行了数值模拟和验证,所得结果与解析解一致。与传统FDTD算法相比,MRTD算法在较大的网格散尺寸下,仍保证了精度,从而节省了内存并提高了计算效率。

一种新型一维微带PBG单元结构

通过对传统二维微带 PBG 结构的研究,针对微带线的传播常数是微带线相对于接地板上周期孔眼的两个主轴的位置和方向的敏感参数而不能根据实际情况任意布线的缺点,提出了一种新型一维微带 PBG(photonic bandgap)单元结构及其等效 L-C 电路模型。本文提出的 PBG 传输线可以应用于微波集成电路中,能够减小电路尺寸,且可以抑制高次谐波的产生。

PBG结构缺陷的谐振特性研究

本文研究了矩形波导中利用介质层PBG结构形成的Fabry Perot谐振器的特性 ,并详细分析了PBG结构的纵向长度、谐振区长度以及介质层介电常数对其谐振特性的影响。

基于PBG结构微带天线增益的研究

提出了1种具有二维光子晶体带隙结构的微带贴片天线。光子晶体是1种人造的电介质结构在空间上的周期性分布,本文采用的方法是在微带贴片天线介质基片中引入周期性分布的空气孔,并且针对不同的孔径大小对天线的增益特性进行了研究和比较。本文采用模拟仿真软件HFSS对这些结构进行了模拟仿真,仿真结果表明PBG结构能够有效地提高微带天线的基模增益特性,同时可以抑制天线的高阶模及表面波的产生。