低增益雪崩探测器的数值仿真与辐照效应研究

低增益雪崩探测器(LGAD)是新型快速定时探测器,用于克服在重强子辐射下传统硅探测器响应速度慢和抗辐照能力差的问题。使用计算机辅助设计工具(TCAD),构建LGAD的物理模型,对不同温度、电压下LGAD的漏电流、瞬态信号和增益等的变化进行研究。引入一种新的“三陷阱体损伤模型”研究LGAD的抗辐照性能,计算不同中子辐照通量对LGAD相关电学参数的影响。结果表明:LGAD在低温下工作具有更好的性能;辐照后漏电流增大,暗计数率增加,瞬态收集信号变差,增益降低。分析认为是辐照所产生的缺陷影响了LGAD的空间有效电荷和内部电场,通过增大电压和降低温度可以降低这一影响。模拟研究工作得到了不同温度和辐照对探测器性能的影响,对探测器后续的研究和辐照加固设计具有指导意义。

基于低增益LESO的有机废液焚烧系统控制算法研究

有机废液焚烧过程存在强耦合、强干扰、非线性、不确定性等问题导致以数学模型为基础的控制策略较难取得良好的控制效果.LADRC可利用LESO对以上因素进行估计并补偿,但当观测带宽受限时会导致LESO观测能力不足,从而使得控制效果不佳.针对以上问题,本文对LADRC进行改进,首先将实际系统转化为积分串联形式的理想系统,然后分别将控制信号作用于理想系统和实际系统并得出二者的输出偏差,再采用PI控制器对其进行补偿,弥补了因低增益LESO观测能力不足导致控制效果欠佳的缺陷.将改进后的LADRC应用于有机废液焚烧系统,仿真结果表明改进后的LADRC采用低增益LESO不仅能有效解决以上所描述的有机废液焚烧过程中存在的各控制难点,并且相较传统的LADRC具有更好的阶跃跟踪能力、抗干扰性和鲁棒性.

低增益脉冲准分子激光阈值条件的研究

对于激光系统性能而言,激光工作阈值条件具有非常重要的意义。低增益、宽带脉冲准分子激光的阈值条件和其激光泵浦脉冲有密切关系。在激光四能级系统速率方程的基础上,利用增益开关和Q开关的分析方法来研究低增益脉冲准分子激光阈值条件,给出了其在不同增益脉宽情况下一致的阈值条件。所得到的结论显示,在增益脉宽很短时,低增益准分子激光和连续激光的阈值条件完全不同,取决于时间积分增益系数要大于一临界值。

低增益高反射B超扫描诊断眼球壁异物的研究

目的 探讨低增益高反射B超扫描检查方法在眼球壁异物诊断和定位中的应用价值。方法 将B超图像冻结后 ,渐降低增益到球壁回声极弱甚至消失 ,据异物的光点与球壁的关系来确定异物位置。结果 用此法检查眼球壁异物 2 1例 ,与手术结果完全吻合。

低增益低噪声的增益钳制双向掺铒光纤放大器的优化设计

双向掺铒光纤放大器(Bi-EDFA)是空域有源光纤腔衰荡传感系统的关键器件,其增益特性和噪声特性直接影响传感系统的稳定性。设计了适用于空域有源光纤腔衰荡传感系统的低增益、低噪声的增益钳制Bi-EDFA,并应用Optisystem仿真软件对其进行优化。仿真结果表明:通过优化设计,可获得增益系数、噪声系数分别为15.35 dB、3.52 dB,且能保持增益钳制的Bi-EDFA。

用于高粒度时间分辨探测器系统上的低增益雪崩探测器原型的抗辐照性能表征

高粒度时间分辨探测器(HGTD)是ATLAS实验Ⅱ期升级的关键项目.为了应对极高的粒子径迹堆积带来的挑战(每次束流交叉对应的质子-质子对撞数的平均值可高达200),合作组计划通过精确测量粒子径迹的时间信息(径迹时间分辨可达30 ps),使得实验能够在"4维"空间中进行粒子径迹到作用顶点的关联.升级项目的传感器选择了可以提供所需的时间分辨率和良好的信噪比的低增益雪崩探测器(LGAD)技术.日本滨松公司(HPK)生产了厚度为35μm和50μm的LGAD原型.中国科学技术大学(USTC)也与中国科学院微电子研究所(IME)合作研发了厚度50μm的LGADs原型.为了评估器件抗辐照性能,样品在JSI反应堆设施中接受了不同剂量的中子辐照,并在USTC进行了测试.通过测量室温(20℃)或-30℃下的电流电压和电容电压曲线测量,对增益层和硅基体损伤的中子辐照效应进行了表征评估.进一步处理提取了不同辐照剂量下的击穿电压和耗尽电压,并呈现为通量的函数,最终对比了不同样品的抗辐照性能参数c系数和α系数.对辐照模型的最终拟合得到的c系数值为HPK-1.2:3.06×10^(-16)cm^(-2),HPK-3.2:3.89×10^(-16)cm^(-2)以及USTC-1.1-W8:4.12×10^(-16)cm^(-2).结果显示HPK-1.2的增益层抗辐照性能最好.此外本文还提出了一种新的方法,进一步从数据中提取了c系数与初始掺杂浓度的关系.

基于低增益低噪声光纤腔衰荡技术的湿度测量方法

提出了一种基于腔内带有低增益低噪声掺铒光纤放大器的光纤环形腔衰荡光谱技术测量湿度的方法,并进行了实验证明.比较分析了光纤环形腔中有无掺铒光纤放大器对衰荡脉冲数量的影响.在掺铒光纤放大器中使用长度为2m的低增益和低噪声掺铒光纤来减少波形失真并补偿腔内噪声衰减.利用光纤环腔衰荡光谱技术对空气相对湿度进行测量,记录分析环形腔中光脉冲的衰减时间τ得到相对湿度的变化.结果表明:相对湿度和衰减时间τ在相对湿度30%~100%的范围内满足良好的线性关系,并且光纤环腔衰荡系统的灵敏度和线性拟合度分别为3.826 79μs/RH和0.994 77.采用腔内带有低增益低噪声掺铒光纤放大器的光纤腔衰荡技术在工业检测、环境检测以及医学诊断等领域进行湿度测量将具有良好的应用前景.

低增益变化宽线性范围低噪声压控振荡器设计

应用TSMC 0.18μm CMOS工艺设计了一款低调谐增益变化,恒定调谐曲线间隔,恒定输出摆幅的低功耗低噪声宽带压控振荡器(Voltage Controlled Oscillator,VCO).本振荡器的振荡频率覆盖1.153~1.911GHz(49.5%)范围,相邻调谐曲线的覆盖范围大于50%,调谐增益变化范围为45.5~52.7MHz/V(13.7%),相邻调谐曲线间距变化范围为43.2~45.9MHz(5.9%),VCO输出波形的峰峰值为694~715mV(3%),调谐曲线的线性范围为0.2~1.6V(1.4V).在1.8V的电源电压下,VCO在中心频率1.53GHz处耗电电流为3.2mA,相位噪声在1MHz频偏处为-130.5dBc/Hz,FOM值为-186.5dBc/Hz.

一种半球面相控阵天线的低仰角增益优化设计

针对全空域多目标通信的应用需求,本文设计了一种具有32阵元的圆极化半球面相控阵天线。为满足低仰角目标通信需求,采用半球加圆柱的布阵方式,通过对阵中天线单元的离轴角设计,进一步提升天线低仰角增益。仿真结果表明,该天线从0°~100°扫描过程中,天线增益大于13.8 dBi,增益波动小于1.1 dB。结果表明,该相控阵天线具有良好的低仰角性能,能够适用于全空域多目标通信的场合。

具有高增益、低输入电流纹波的Boost变换器研究

针对光伏、燃料电池等低压可再生能源发电系统,在传统Boost变换器基础上,利用耦合电感的原边替代基本Boost变换器中的独立电感,同时引入一个较小的辅助电感,提出一种单开关高增益、低输入电流纹波Boost变换器。耦合电感的使用,既增加了变换器的控制维度,又能在合适占空比条件下实现较高的电压增益;较小的输入电流纹波可以改善变换器对前端低压输入电源的电磁干扰;另外,该变换器中开关管的电压应力可以得到有效降低,有利于选取低电压等级、低导通电阻的高性能开关器件,以提高变换器的性能;详细分析了该变换器的工作原理及其稳态工作特性,并通过实验验证了理论分析的正确性与有效性。结果表明,所提变换器可以实现较高的电压增益和较小的输入电流纹波,具有实用价值。

一种宽带高低仰角增益的卫星导航终端天线

研究了一种宽频带高低仰角增益的卫星导航终端天线。天线由两对交叉偶极子天线臂、馈电网络和栅栏状反射腔组成;两对交叉偶极子臂分别位于水平面上和垂直面上,形成对上半空间各仰角方向上增益的有效贡献;馈电网络实现交叉偶极子馈电相位相差90°,满足天线的圆极化辐射;栅栏状反射腔实现天线的定向辐射和辅助调整天线的带宽和低仰角增益。分析了典型参数变化对天线性能的影响,测试结果表明,天线|S11|≤-10 dB的阻抗带宽1.330~1.810 GHz、轴比小于3 dB带宽为1.54~1.66 GHz和在1.561 GHz、1.575 GHz、1.602 GHz频点10°低仰角最大增益分别为0.35 dBi、0.21 dBi、0.1 dBi。该天线具有高低仰角增益,尺寸小,频带宽的特点。

带有电压比例缩放模块的低调谐曲线增益压控振荡器

本文介绍了一种利用电压比例缩放模块的低调谐曲线增益的压控振荡器.电压比例缩放模块由电阻分压网络和电流垛电路组成.电阻分压网络比例缩小压控振荡器的控制电压,进而能得到较低的调谐曲线增益.电流垛模块电路向控制电压节点注入或抽取电流提供不同的直流电位,实现将调谐曲线变为多个子调谐曲线.由于电流垛模块和电阻分压网络具有很好的线性度,因此所实现的压控振荡器具有更线性的调谐范围.仿真结果显示调谐增益曲线小于20 MHz/V,并且具有好的线性度.

一种高增益低噪声混频器的设计

本文设计了一种高增益低噪声混频器,提出了一种新的吉尔伯特混频器负载级电路。该混频器在3.3V工作电压下,基于Chartered0.25μm标准CMOS工艺设计模型进行仿真验证,优化结果表明,该混频器的增益达到9.02dB,噪声系数为8.88dB,谐波失真降低为-17.29dB。

小型化R波段限幅低噪声放大器设计

设计了一种小型化限幅低噪声放大器。采用Lange桥平衡结构，在实现低噪声的同时，得到较小的输入输出电压驻波比。采用集总参数和分布参数元件，实现了各级匹配。该小型化限幅低噪声放大器工作在R波段（2．1～2．5GHz），噪声系数低于1dB，输入输出驻波系数小于1．4，增益大于31dB，带内增益波动只有±0．2dB。通过SP2D开关实现两路输出，输出隔离度大于42dB。

增益可控射频放大器的设计方案

本系统主要由前置放大器OPA2846、可控增益放大器AD603、10M-150M的带通滤波、以及功率放大器THS3091等模块组成,该设计可以满足将小信号放大0-60d B,同时满足在20d B-50d B内增益可调。数字部分以51单片机为核心,与AD模块、DA模块显示按键模块等组成数字电路。该系统具有低噪声、高增益、增益步进可调等优点,本文对该设计方案进行了简单阐述。

多频段低剖面卫星导航天线关键技术研究

北斗系统是我国具有完全自主知识产权的卫星定位系统。相比较北斗二号系统,北斗三号系统在定位精度具有更大的优势,高精度卫星导航系统的终端天线是高稳定相位中心天线。此外,北斗三号机载产品由于其应用场景多在高空中,高精度天线拥有较高的低仰角增益,从而更好地接收低仰角卫星信号。合理选择天线单元结构和尺寸、天线口径和材质,可以平衡天线各个性能指标,选择合适的馈电点数目以满足天线增益和相位中心稳定度指标,改变金属底版形状,增加金属围框等技术可以提高天线低仰角增益。本文将以提高高精度天线相位中心稳定度和低仰角增益为重点进行深入研究。

内置标准具光栅腔XeF(C-A)准分子激光器的线宽压缩

为了避免阳光背景干扰,针对XeF(C-A)蓝绿激光水下应用需求开展了激光线宽压缩实验以提高信噪比。采用内置标准具的光栅谐振腔开展相关实验。利用光栅腔实现亚纳米级的激光线宽输出,然后在此基础上,通过插入标准具进行更精细的激光线宽压缩实验。利用光栅腔,采用1 200线/mm光栅并提高光栅辐照面积可以实现0.14nm的激光线宽输出。腔内插入反射率为50%的标准具,可以进一步将激光线宽压缩至39pm,激光单脉冲能量约为65mJ,脉冲宽度为1μs。实验结果表明:尽管XeF(C-A)蓝绿激光器的增益系数较低,但是通过优化光栅和标准具的工作参数,对谐振腔光学损耗进行合理的控制,激光器可以实现10pm量级的激光线宽输出。

束转动90°非稳腔设计方法

采用束转动９０°非稳腔（ＵＫ９０）将是获取低增益高功率激光器良好光束质量的极有效方法。用矩阵法对理想准直的ＵＫ９０作了模型分析计算，为其基本参数的设计提供了方法。

16位数/模转换芯片DAC702及其应用

Burr-Brown公司生产的DAC702芯片是一块完整的16位数/模转换芯片,该芯片具有低增益漂移和高精度等许多优良的特性。本文介绍它的优良性能和典型应用电路以及应用该芯片为另一块D/A转换芯片提供一个可调的电压参考基准实例。

多指标约束下的最优数字脉压滤波器设计

文中提出了一种基于凸优化的数字脉压滤波器综合优化设计方法。该方法可以全面兼顾脉压滤波器的主瓣宽度、旁瓣级、信噪比损失以及多普勒容限四个性能指标,实现四者的最佳折衷,从而获得多个指标约束下的最优设计结果。针对不同的应用场合,文中给出了两个不同的设计准则(最低旁瓣准则、最小处理增益损失准则),可以灵活设计出具有各种不同期望响应的脉压滤波器。仿真实例和实录雷达回波数据处理结果验证了所提方法的有效性。