低损耗太赫兹波导腔体传输结构与互联接口设计技术

文章介绍了降低太赫兹波导传输和互联损耗的方法及实验结果。当前,矩形波导多采用金属分块技术制作,且H面剖分波导损耗明显高于E面剖分波导损耗。为了抑制H面波导的电磁泄漏和辐射损耗,降低整体的传输损耗,在波导剖分表面添加了电磁带隙结构或扼流槽结构。采用传统的数控铣削和金属分块技术制备了一些波导样品,包括常规的矩形波导、带隙波导和扼流波导,并在170GHz~260GHz频段进行了测量和损耗对比。实验结果表明,在太赫兹频率下,波导分裂带来的不连续间隙使常规的H面波导损耗高达0.074dB/mm;带隙波导的损耗为0.017dB/mm,但加工耗时且价格昂贵;扼流波导的损耗为0.025dB/mm,成本和性能适中。此外,还设计制备了基于零形扼流槽的波导法兰,用于无接触低损耗太赫兹波导互联应用。相比常规波导法兰,基于文章设计的法兰互联性能稳定,改善效果显著。

Ka波段100W连续波固态功放模块一体化设计

文章介绍了一种基于GaN功率芯片(MMIC)的Ka波段100W连续波固态功放模块的工程实现。主要特点是突破常规模块化设计方法,采用一体化设计思路,在一个模块内设计多种形式的功分/合成网络,依托精密机械加工技术,在Ka波段实现了高效功率合成。模块的实测结果表明,在Ka波段17%的相对带宽内,合成效率大于90%,连续波输出功率大于115W,功率附加效率大于20%,功率增益大于50dB。

S波段旋转式高功率微波移相器

基于电长度可调的移相原理,将波导窄边缝隙电桥与环形移相段相结合,通过旋转式扼流活塞进行移相,设计了一款新型旋转式高功率微波移相器。该移相器具有结构紧凑、易于驱动、移相范围大、移相精度高及功率容量大的优势。仿真结果表明:在2.7~2.9 GHz的工作频段内,该移相器的移相范围大于360°,插入损耗小于0.2 dB,功率容量大于450 MW,在2.8 GHz处,扭转扼流活塞角度为γ时,输出端相位改变量为3.29γ。本文所设计的紧凑型旋转式移相器能够满足高功率微波系统的发展需要,可为下一步的研制和应用提供参考。

一种新颖的脊波导功分器

针对通常波导传输的功率分配器中T形接头体积大的不足,基于脊波导和阶梯阻抗变换对导波系统中电磁波传播性能的影响,提出了一种新颖的脊波导H面T形分支结构,利用高频仿真软件HFSS进行仿真优化,结果显示该结构在全X波段内匹配。以此结构为基础,设计加工一个一分六的脊波导功分器,得到较好的实测结果。实际内部尺寸比普通波导功分器减小46%,回波损耗小于20 dB,单路信号波动在±0.35 dB内。这种脊波导H面T形分支结构简单,适合于实际的工程应用。

一种Ku频段全向高增益天线设计

提出了一种工作于Ku频段的宽频带、高增益和H面全向的新型共面波导(CPW)的中心导体和左右地板交叉连接耦合馈电天线结构设计。CST MWS软件仿真结果表明,该结构在具有较小尺寸的同时,能够有效展宽工作频带和提高增益,并保持天线的全向性。利用CSTMWS软件对天线表面电流的仿真,解释了天线具有宽带和全向高增益辐射的原因:终端加载的三角形单极天线引起CPW中心带条的电流为行驻波电流,使天线获得了较宽的阻抗带宽;10个天线辐射单元的表面电流近似等幅同相,使天线获得了全向高增益的性能。研制出了工作在Ku频段的CPW交叉连接耦合馈电天线并进行了测试。天线印刷于厚度为0.5mm的FR-4环氧树脂板上,其反射系数低于-10dB时的频带为12.4～13.5GHz,相对带宽达8.5%,H面全向最大增益为6.6dBi,表明测试结果与仿真结果吻合较好。整个天线的尺寸仅为81mm×6.1mm,可应用于Ku频段的通信系统中。

宽带宽角扫描相控阵天线

带平衡器（Ｂａｌｕｎ）的直臂振子辐射元在Ｅ面扫描时出现扫描盲点已由理论和实验得到证明［１，２］。本文研究盲点的消除，用矩量法（ＭＭ法）计算了包括平衡支杆效应的直臂振子的５×３个辐射元的小面阵的中心振子的阵波瓣。计算结果证实Ｅ面阵波瓣在出现栅瓣前出现明显的凹点，即出现扫描盲点。计算还表明若在辐射无间加高度为ｈ的Ｈ面寄生杆，则可控制Ｅ面阵波瓣的凹点的值。当ｈ／λ＜０．２５将可减弱或消除盲点现象。而当ｈ／λ≈０．１４可在扫描域内消除盲点，且有最小输入阻抗的扰动。７×７个辐射元小面阵实验结果表明当取ｈ／λ０＝０．１３时在１６．７％频带内Ｅ面±６０°扫描的中心辐射元的有源阻抗的电压驻波比（Ｖ．Ｓ．Ｗ．Ｒ）小于２．０；在Ｅ面±６０°扫描和Ｈ面±５０°扫描的扫描域内，Ｖ．Ｓ．Ｗ．Ｒ≤２．２，其中９５％Ｖ．Ｓ．Ｗ．Ｒ≤２．０，而当ｈ／λ０＝０时Ｅ面扫描大于４８°时Ｖ．Ｓ．Ｗ．

一种V波段波导双工器的设计

双工器是现在电子系统中的常用器件。本文设计了毫米波V波段的波导双工器,它由H面T结与两个不同频段的波导滤波器构成。波导膜片滤波器的设计采用常规的设计方法完成。这种结构的特点是频段高、体积小、插损小,加工工艺要求高,信道之间的干扰小,重复性很高。

H面波导Y结环行器的CAA及CAD

对具有圆形匹配台阶和圆形铁氧体样品的Ｈ 面波导Ｙ 结环行器进行了计算机辅助分析（ＣＡＡ）和计算机辅助设计（ＣＡＤ）。ＣＡＡ 以全波分析为基础，包括了在实际的Ｈ 面波导结中各种可能存在的模式，分析是完备的。ＣＡＤ是通过计算波导结的相对输入阻抗随各设计参数的变化规律进行的。因为设计参数繁多和场型的三维结构，直接计算环行器性能已较困难，对其优化就更为麻烦。本文首先计算无大匹配台阶的中心结阻抗特性，再由此综合出外匹配电路。环行器的最后性能可由中心结结合匹配台阶一起计算验证之。此外，本文模型不仅包括了濎濜波长变换器的大台阶。

复合振子辐射特性分析

分析了带Ｈ面寄生杆的振子辐射元的基本特性。用矩量法分析了这一类振子辐射元的Ｅ面波瓣、输入阻抗、耦合系数与寄生杆高度ｈ的关系，理论计算与实验结果十分吻合。

厚圆板的轴对称振动

本文用厚板理论研究厚圆板的自由振动特性．利用Ｈ变换，快速、简便地求得了各种边界条件下图板的各阶固有频率．

建立大跨度桥梁首级平面工程控制网的研究

针对大跨度桥梁施工测量的技术要求 ,从桥梁工程建设出发 ,分析大跨度桥梁施工中的基本施工测量精度 ,得出大跨度桥梁的首级平面工程控制网的必要精度。提出建立特大型桥梁的首级工程控制网基本网型 ,并采用工程测量控制网优化设计程序 ,分析不同跨江宽度的设计精度。通过近几年一些大跨度桥梁的首级平面工程控制网的实例 ,证实了建立大跨度桥梁首级平面工程控制网可达到设计精度 。

平面裂纹问题的h,p,hp型自适应无网格方法的研究

无网格方法以其独特的优点：不需“网格”（即节点间的连接信息）划分，特别适合自适应的分析．在分析中只需在高梯度域简单地插入离散点（ｈ型）或保持模型节点数、分布、覆盖大小均不变，只增加高误差覆盖上的覆盖函数的多项式阶次（ｐ型），便可以得到更高精度的数值模型．针对平面弹性问题发展和推导一种显式后验误差指示公式，对平面裂纹实例进行了ｈ型，ｐ型，ｈｐ型三种不同类型的无网格自适应分析．数值分析结果表明了这种自适应无网格方法的有效性．

一种Ku波段固态功率放大模块的设计

文中介绍了一种Ku波段固态功率放大模块的研制思路,详细阐述了功率放大链路的组成方案,以及基于波导E面T型分支和H面波导裂缝电桥的混合式4路功分/合成网络的设计方法。制作了实物样机并进行了相关测试,结果表明模块在Ku波段14%的相对带宽范围内可实现大于130W的脉冲输出功率,合成效率大于90. 2%,验证了设计方法的正确性和有效性。

3毫米H面波导Y结环行器

本文给出毫米波H面波导Y结环行器的设计。提出一种给定频率下设计部份高度铁氧体柱的新方法;工程上讨论了利用Y型金属垫片变换器展宽频带的措施。最后论述了研制成功的环行器性能。

一种新的DNA序列映射规则及其分析应用

在ＤＮＡ序列的研究中，序列的数值化是首先需要解决的问题。这里，提出了一种新的基于复域的映射规则，它以一维的形式反映了序列的多维组成：并分别从理论与实验两方面对该方法与已有的几种映射方法进行了对比与分析，论证了该方法的有效性及实用性。以此规则为基础，分析了外显子序列和内含子序列的编码结构和分形尺度特性，并以序列的编码结构—分形尺度特性—序列长度所构成的三维空间为基础，分析了外显于序列和内含子序列的可识别性。

拉西瓦水电站拱坝左坝肩抗剪洞布置探讨

在拉西瓦水电站拱坝左坝肩采用刚体极限平衡法的稳定计算中,用基岩数组主要陡倾角节理面与断层面组成双斜侧或底的双块体滑动面,比之只取单组走向节理面或断层面组合成单斜的单块体滑动面计算的抗滑稳定安全系数要低得多,甚至导致抗剪洞位置和面积发生很大修改。

基于H.26L的精细度可伸缩视频编码

提出了一种基于H.26L精细度可伸缩(fine granularity scalability)视频编码方案,称为EFGS-H.26L。在该方案中,以MPEG-4的FGS为基础构造了一种新的可伸缩结构(EFGS, enhanced fine granularity scalability),在EFGS结构中,基本层采用H.26L编码,增强层采用类似于JPEG2000的基于上下文的位平面编码。由于H.26L优良的编码性能,使得基本层的编码效率大大提高,为了提高增强层的编码效率,首先把残余图像按子带的顺序重新排列,这样就可以利用子带系数的相关性来实现冗余信息消除。JPEG2000标准中的EBCOT算法已经被证明是非常高效的位平面编码方法,所以对重排后的DCT系数采用一种类似于JPEG2000的基于上下文的位平面编码方法。实验结果证明,在高比特率时,本文提出的精细度可伸缩编码方案编码效率比MPEG-4中的FGS提高3.0dB左右。

缝隙耦合HT对特性的分析

分析了通过窄缝隙耦合的矩形波导Ｈ面Ｔ形接头对（以下简称ＨＴ对）的电气特性．利用等效原理和切向场连续性建立积分方程组，采用矩量法化积分方程为代数方程进行数值求解，获得散射场和等效散射参数．以Ｘ波段标准矩形波导ＨＴ接头对为例进行具体求解和计算，以及实验验证，得到良好结果．

H面部分高度铁氧体柱波导环行器的模式研究

在给定频率Ｈ面波导环行器部分高度铁氧体柱设计的基础上，对该类波导环行器进行了模式研究．精确的工作模式可表述为ＨＥ１１Ｌ，其中Ｌ＝１＋δ（ｎ＋１），ｎ＝０，１，２…．δ（ｎ＋１），则为数值计算确定．亦提出了一种简便方法，以计算磁偏场作用下波导环行器的性能，从而检验了模式确定的准确性．

平面应变条件下网格状带齿加筋砂的强度分析

网格状带齿加筋是H-V加筋的一种表现形式,根据水平筋形式的不同(孔洞的大小及数目)、齿筋高度的变化,在不同围压下对网格状带齿加筋砂进行了多组平面应变试验。研究了孔洞、齿筋高度以及围压对网格状带齿加筋砂土强度的影响;依据试样的破坏情况,分析了网格状带齿加筋附加约束力的组成,包括网格水平筋与土体之间的摩擦力,孔洞的紧箍作用,齿筋端部与土体的摩擦力以及齿筋的侧阻力;在传统水平筋强度理论的基础上,建立了平面应变条件下网格状带齿加筋砂发生摩擦型破坏时的强度公式,并与试验值进行了对比验证,结果表明二者较为接近。