毫米波多内导体布喇格结构电磁特性研究

基于多模耦合理论,利用三维电磁仿真软件CST对毫米波双内导体和三内导体布喇格结构电磁特性分别进行了比较研究。结果表明:双内导体布喇格结构相比同轴布喇格结构可以抑制竞争模式,反射率稳定并接近1,对称性结构电磁特性优于非对称性结构;随着内导体距离同轴轴心距离的增大,双内导体布喇格结构频率响应带宽变宽,且当内导体距离同轴轴心距离较远时,带宽变宽趋势明显,而反射率值趋于稳定;对于三内导体布喇格结构,随着内导体距离同轴轴心距离的增大,频率响应带宽变窄,且当内导体距离同轴轴心距离较近时,带宽变宽趋势明显。因此,可根据实际需要恰当选择毫米波多内导体布喇格结构参数,拓宽其作为反射器或者滤波器的性能,提高模式的选择性及模式的纯度,改善布喇格结构的性能。

基于锥齿轮传动的变速三螺杆挤出机的三维流场分析

针对传统三螺杆在豆粕加工过程中混合剪切性能较差的问题,基于锥齿轮传动设计了一种新型变速三螺杆的结构,旨在提高三螺杆挤出机的混合剪切性能。采用MATLAB软件的粒子群算法对螺杆的螺槽深度和螺距进行了优化处理。采用SolidWorks三维建模软件进行建模,基于有限元法ANSYS/CFX流道模块对豆粕在加工过程中的运动情况进行模拟,以传统三螺杆作为对照,分析其压力场、速度场和速度流线场等。结果显示,通过使用中性捏合块元件,可以有效减缓豆粕的流动速度,并对物料流进行多次分割和重新组合;内嵌变速装置的变速段螺杆起到了反向螺纹的作用,阻碍了物料的向前运输,且在与前段螺杆处产生回流。二者都使物料在流道中的停留时间延长,改善物料混合的均匀性。因此新型三螺杆挤出机相较于传统三螺杆挤出机,具有更优越的混合剪切性能。

平行共轴三线圈磁场均匀性分析

对平行共轴三个圆形线圈形成的匀强磁场进行了研究 .通过数值计算 ,分析了平行共轴三线圈磁场的均匀性 .计算结果表明 ,平行共轴三线圈系统的磁场强度、磁场均匀性及分布范围明显优于亥姆霍兹线圈 。

新型径向三腔同轴虚阴极振荡器的模拟研究

提出了一种新型的径向三腔同轴虚阴极振荡器,并对其进行了理论分析和数值模拟。这种虚阴极振荡器采用径向三腔结构,通过改变束-波互作用区的电场分布来提高电子束与TM01模式的耦合效率,并通过采用准谐振腔的结构来进一步抑制模式竞争以获得较高的输出微波增益。同时采用能量同轴提取的方式进一步提高器件的功率和效率。粒子模拟结果表明,在二极管电压400 kV,束流50 kA的条件下,径向三腔同轴虚阴极振荡器在4.14 GHz处获得了平均功率约2.45 GW的微波输出,功率转换效率达到12%。输出微波模式纯度较高,频谱非常窄。

一种离轴使用的同轴三反射系统的设计和装调

本文设计了一种视场角为3°的离轴使用的同轴三反射系统,并从理论上分析了焦平面如何离焦补偿像差、反射镜倾斜和偏心之间的补偿关系。通过采取离焦、折镜的平动或转动、反射镜本身的偏心和倾斜相互补偿的方法,来补偿反射镜的装调误差。事实证明,比普通离轴三反射系统的装调容易实现,精确度高。

同轴偏视场共孔径面阵成像光学系统设计

随着对空间信息获取能力的要求不断提高,使得高分辨率动态遥感成为空间光学领域一个新的研究热点。偏视场同轴三反光学系统具有长焦距、体积小、轻量化程度和成像质量高等特点,能够满足低轨视频卫星高分辨率、多谱段、多功能性和低成本的要求,因此在高分辨率动态遥感领域有着广泛的应用前景。以高斯光学和三反射消像差理论为基础,设计了可见光面阵成像、近红外和中红外线阵推扫成像的共孔径光学系统。可见光系统焦距4.1 m,近红外系统焦距2.6 m,中红外系统焦距1.85 m,三者孔径均为520 mm,视场均为0.6°×0.6°,成像质均接近衍射极限,成像质量良好。系统总长小于f′_(visible)/3.7,且系统的加工和装配公差较为宽松,易于实现。

用等均匀性曲面研究共轴三线圈磁场的均匀性

定义有均匀中心的矢量场的均匀度,通过解析和数值计算,得到了不同参数下的共轴三线圈的等均匀度曲面,找到了以前文献中未曾发现的均匀度最佳的参数值.

共轴三线圈磁场的均匀性

给出用平行共轴不等大等电流的三个圆线圈形成匀强磁场的方法.文中给出了三线圈形成匀强磁场的条件,并且通过数值计算全面分析了三线圈磁场的均匀性.与Helmholtz线圈磁场比较显示,三线圈的磁场无论在强度方面,还是在磁场均匀性方面都明显优于Helmholtz线圈的磁场.

高分辨率空间相机共轴三反光学系统实现形式研究

为了设计出高分辨率空间相机的光学系统,研究了反射式光学系统中存在次镜对主镜的中心遮拦等问题。通过对共轴三反射光学系统结构参数和最终视场在像面上的分布情况的分析,提出了半视场、全视场和环形视场3种光学形式,设计了焦距为3 000 mm、F数为10的3种形式的共轴三反光学系统。设计结果表明:3种共轴三反光学系统在有效视场角内成像质量均接近衍射极限,可以满足高分辨率空间相机不同的使用要求,指出半视场共轴三反光学系统适合于线阵CCD推扫成像,全视场共轴三反光学系统可用于面阵CCD凝视成像,环形视场共轴三反光学系统可实现一台相机上全色和多光谱成像的要求。

使用高精度三坐标测量仪实现透镜定中心

传统的光学测量定中心法受限于光源、转台大小和装调误差传递性而不适用于大口径、多透镜光学系统的装调,为此本文提出了使用三坐标测量仪接触式测定透镜中心的精密机械测量法。介绍了使用三坐标测量仪测量大口径透镜中心偏的原理,即在测量透镜上表面与基准轴等距离各点坐标的基础上拟合得到透镜光轴与基准轴的夹角,从而解算出透镜的中心偏。通过大口径长焦距镜头的装调对该方法进行了检验。检验结果表明:该透镜的装调偏差为6.47″,重复性误差为(1.16×10-4)″。该方法将光学测量变为机械测量,利于装调,可在保证装调精度的同时简化装调难度,提升装调效率,满足大口径多透镜光学系统对高精度装调的要求。

可见光、红外一体化两用相机的光学设计

主要介绍可见光与红外一体化两用相机的光学系统设计。可见光、红外波段公用口径为1 m的主镜,可见光波段450～900 nm,采用折轴三反系统,焦距f1=12.0 m,视场1.5°×0.5°,选用TDICCD;红外波段范围8～12μm,采用主聚焦系统,由主镜和3片锗镜组成,焦距f2=2.0 m,视场2w=2.0°,采用红外非制冷探测器。主聚焦系统的校正镜组在次镜后方一定的距离,次镜固定件可以旋转180°。旋入次镜时,光线由主镜反射进入次镜,再依次经折轴镜与三镜反射到达可见光TDICCD,实现可见光成像;旋出次镜时,光线由主镜反射进入红外校正镜组到达红外非制冷探测器,实现红外成像。系统正是通过这种次镜的旋入旋出来实现双波段光学系统的切换。该系统将可见光与红外系统整合在一起,减小了系统的重量和体积,可使其在运行轨道上实现一星两用。

共轴三反光学系统卧式装调技术

共轴三反光学系统是空间光学遥感器常用的设计形式,以"高分一号"遥感卫星高分辨率相机装调为例,对共轴三反系统计算机辅助装调技术进行了研究。提出以主镜光轴为装调基准,通过调整三镜控制系统视场和调整次镜控制系统像差的装调方法,分析了次镜和三镜的失调量与Zernike系数变化关系,由光学设计软件求得系统灵敏度矩阵,用于指导系统装调工作,提高了装调精度,缩短了装调周期。测试结果表明:光学系统各视场Zernike系数优于0.05λ,系统波相差RMS值优于0.06λ,系统通过在轨成像测试,图像清晰,层次丰富。

真三维应力状态下土体应变局部化的非共轴理论

判别土体应变局部化的产生条件强烈依赖于土体塑性流动的非共轴特性。本文分析表明,由于传统的非共轴塑性理论是基于二维共轴应力空间得到的,为此,本文基于三维共轴应力空间建立了三维非共轴塑性理论框架,并利用三维非共轴塑性理论预测土体的变形分叉状态。数值模拟与试验结果对比分析表明,传统的本构模型有必要引入非共轴塑性流动理论才能有效地提高模型预测土体变形分叉特性的能力。研究表明:针对平面应变状态的变形分叉问题,由于考虑了应力第三不变量对非共轴性的影响,三维非共轴理论预测结果比二维非共轴理论更为合理。

大耦合孔同轴输出腔的3维解析分析

在高功率微波器件中,通常采用大耦合孔的同轴微波输出腔,该腔为3维结构。采用场等效原理将腔体、耦合孔及其输出负载(行波边界)进行分区,每个区域中的场由界面上的磁流密度决定。采用格林函数积分法可得每个区域中的3维场,再由各个区域的场匹配方程求得腔体的谐振频率、特性阻抗、有载品质因数、模式分布等参数。为腔体的计算和设计提供一种计算模型。

平行共轴三线圈产生均匀磁场的原理和计算

在亥姆霍兹线圈产生均匀磁场的基础上讨论了加入第三个线圈产生更为均匀磁场的途径 。

一种集发射、接收与瞄准三共轴系统的光学结构

根据激光测距的特点,介绍一种通过特殊设计的锥棱镜(Pyram idal prism)并以其互成锥角的棱镜斜面与物镜,分别构成激光测距特性所要求的集发射、接收与瞄准三共轴且共用一个物镜的新光学结构。该结构可以满足对固定或运动目标的快速搜索、跟踪和实时的标定测量的要求。

三线圈磁场均匀性的分析

通过改装亥姆霍兹线圈成平行共轴三线圈获得均匀性更好的磁场,利用Mathematica软件推导出平行共轴三线圈磁场均匀性最好的条件,分析了其中心区域磁场的均匀度,并绘出几种不同区域所对应的磁场Bx(x,y)和By(x,y)的立体图.

离轴天线在卫星激光通信系统中的应用

现有卫星激光通信终端通常采用同轴两反天线结构,该结构存在接收视场小、发射效率低等缺点。为消除同轴两反结构存在的固有缺陷,提高卫星激光通信系统的瞄准和捕获效率,研究了利用离轴三反结构提高卫星激光通信系统的性能。首先根据基本像差理论,推导得到离轴三反光学结构的初始结构方程。利用离轴结构具有更多设计参量的优势,对离轴三反结构进行优化设计,给出了设计实例。计算机仿真得到的光学传递函数、点列图、衍射包围圆能量和波前误差等均表明:离轴三反结构与同轴两反结构相比,具有更加优异的性能,能够满足卫星激光通信系统不断提升的性能要求。

观瞄仪目标发生器准直投影系统的设计

针对空间标准动态目标发生器的设计指标要求,对卡塞格林R-C系统进行了改进,通过在第2镜和像面之间加入一片双曲面镜,设计完成了焦距为1 600mm、相对孔径为1∶1.2、视场角为1°、工作波段在0.4μm^0.7μm和8μm^12μm的共轴三反射光学系统。设计结果表明:该系统弥散斑RMS小于5μm,在可见光波段与远红外波段相应的空间频率处,此共轴三反系统的调制传递函数值均大于0.7,接近衍射极限,满足系统对成像质量的要求。

风电联轴器传动轴同轴度误差影响动平衡的计算

同轴度误差是影响风电联轴器传动轴动平衡的重要因素,为了定量分析其对动平衡的影响,本文提出利用Pro/E软件获取法兰盘的质心的理论坐标,并利用三坐标仪测量两端法兰盘及玻璃钢管的质心的实际坐标,利用两者之间的关系,建立动平衡计算的数学模型,并通过理论计算和试验对比的方法对模型的可行性与准确度进行验证。