电磁轨道发射系统电路模型及发射效率研究

在发射装置串联电路模型的基础上,根据能量等效原理,提出了直流脉冲等效电路模型,建立了系统能量效率ηe与能量等效电阻R_(k)^(*)、损耗等效电阻R^(*)和电流等效占空比D三个参数的数学模型。根据速度趋肤效应引入速度频率,将电枢动态运动模型转化为静态扫频模型并进行涡流场扫频分析,建立了全系统电气仿真模型。与试验结果进行对比,结果表明:电路模型、系统仿真与试验三者之间系统效率的误差小于3%。利用建立的等效电路模型和仿真模型对发射效率的影响因素进行分析,为发射效率优化设计提供了研究方法。

一种高能量发射效率MIMO天波雷达方案

为提高阵元空间多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)天波超视距雷达(Over-The-HorizonRadar,OTHR)发射天线辐射能量效率,提出了降维分时波束空间MIMO-OTHR方案,并在该方案下实现了发射自适应波束形成.该方案降低了不可见波束区发射能量,无方向图起伏过大问题,发射自由度降低较少,适合在多径杂波个数较多的背景下应用,且只需要简单的波束控制,易于工程实现.理论分析和仿真实验验证了该方案的有效性.

一维模型原子高次谐波发射效率影响因素的研究

本文通过分析影响原子高次谐波发射效率的几个基本元素,定量地得到了如下规律:(1)高次谐波发射效率与复合时刻电子在基态和连续态上的布居乘积成正比;(2)谐波发射效率随复合电子能量的增加而急剧下降.理论解释了上述规律产生的原因.

低压电网基于发射效率的OFDM比特分配算法

低压电网信道衰减特性变化剧烈,正交频分复用(OFDM)系统的自适应调制技术根据每个子载波的信道状况和用户需求,为每个用户分配最佳的子载波,为每个子载波分配最佳的调制方式,这样可以更好地利用信道资源,提高传输速率.以低压电网为对象,利用多项式函数拟合的低压电网信道模型,从基于SNR门限的比特分配算法出发,提出了一种基于发射效率的OFDM比特分配算法,并与固定调制方式和固定功率分配的OFDM系统进行对比.结果表明该算法能够根据各个子信道的实际传输情况灵活地分配发送功率和信息比特,使更多的子载波可以使用性能好的调制方式,从而有效地利用了低压电网信道资源.

MRI射频线圈的发射效率

随着磁共振成像技术的发展 ,发射线圈的效率也要求提高 ,正交线圈能产生高效率的圆极化磁场 ,圆极化发射与传统的线极化发射相比 ,功率消耗减小一半 ,而且发射磁场的均匀度很高 ,椭圆极化的发射效率介于线极化和圆极化之间 ,采用圆极化发射方式 。

电磁轨道炮运行阶段系统发射效率和电枢出膛动能研究

为了研究电磁轨道炮运行阶段关键参数对系统性能的影响,基于发射过程快速求解方法和触发策略自动计算方法,采用参数扫描的方式分析系统发射效率和电枢出膛动能随电枢质量、准备使用的脉冲形成单元(PFU)数、PFU电容预充电压和轨道电流波动幅度的变化趋势,并采用遗传算法求解发射效率和电枢出膛动能的单目标最优解和双目标Pareto前沿。总体而言,系统关键参数变化时,发射效率和电枢出膛动能均呈单峰变化趋势,并且彼此制衡。该研究方法和结论,对于在不同发射需求(即不同系统参数)下研究系统性能的变化趋势、实现发射效率和电枢出膛动能的双目标最优,有积极的指导意义。

驱动线圈连接方式对多极矩电磁发射效率的影响研究

多极矩电磁发射是一种新型电磁发射技术,其可调参数多、驱动线圈连接方式灵活的特点对发射效率有较大的影响。从等效电路出发,分析了电枢受力公式及波形匹配问题,并通过电磁场有限元分析研究了不同电压值(电容值)和多级电磁发射情况下六极矩驱动线圈间的连接方式对发射效率的影响。研究结果表明:为了达到较大的发射效率,不同电压值(电容值)需匹配不同的驱动线圈连接方式;在多级六极矩电磁发射情况下,电枢速度改变的同时要改变驱动线圈的连接方式,可以在电容值改变较小的情况下实现较好的波形匹配,从而提高发射效率。

一种提高发射效率的新型电磁轨道炮

轨道是电磁轨道炮的发射结构,是影响发射效果的重要因素。为了提高电感梯度、发射效率及炮口初速,在传统矩形轨道结构的基础上,依据轨道口径的设计原理,提出了一种新型轨道结构设计方案。其特点是轨道端面是反D形,沿轨道轴向方向,轨道端面逐渐变窄,呈现锥型。通过数值计算的方法,分别对新型轨道及传统矩形轨道的电感梯度、炮尾能量、发射效率等关键参数进行计算。计算结果表明:在输入能量相同的条件下,新型轨道的电感梯度、加速度以及速度有明显的提升,且基于这种新型轨道的发射器能够将电枢出膛速度提升6.1%,系统效率提升12.76%。验证了这种新型轨道优于传统轨道且为工程化应用提供了理论依据。

火箭发射效率及其提高途径

通过对固体火箭自力发射与弹射发射效率的计算与对比研究,发现采用弹射技术的火箭弹,随着离轨的提高,火箭发射效率得到大幅提升,同时也获得了增程和提高密集度指标的效果。

利用光子隧道效应增强光的发射效率

有机发光薄膜装置如发光二极管，由于其在实际应用中的所具有的诸多吸引人的特性从而引起了很多研究者的注意。在本文中将提出通过利用光子的隧道效应来提高发光效率的一种办法。

一种溶解氧敏感膜荧光发射效率光谱检测系统的研制

荧光猝灭法是快速测量污水、地表水以及渔业养殖水环境中溶解氧含量的先进技术之一,氧敏感膜是荧光猝灭法检测技术的核心,高荧光发射效率的氧敏感膜具有灵敏度高、特异性强、信噪比高的优点,检测结果更为准确。高效率是优选氧敏感膜的依据,也是溶解氧检测元器件、检测电路和检测光路优化设计的关键。现有溶解氧荧光检测装置中未有对氧敏感膜进行质量评估的标准方法,基于对已有传感器探头光路和电路的研究,该研究分析了全波段的荧光发射效率,选用大功率氙灯作为激发光源,基于连续单波长逐级扫描进行单色分光,构建了氧敏感膜的激发光-荧光光谱扫描装置,然后通过扫描测定氧敏感膜的激发光光谱和荧光光谱,提出并建立了荧光发射效率计算方法,提出的方法能客观地评估荧光发射能力,准确寻找最佳激发波长。为验证该方法的可行性,对来自国内外的多个氧敏感膜样品进行了实验测定,测试结果表明:单张氧敏感膜荧光发射效率随波长变化,呈多峰分布,同一型号的样品荧光效率曲线相似,但荧光发射效率差异较大,同一激发波长下荧光发射效率最大者较最小者高出14.5%,三张氧敏感膜的最大峰值波长均不同,分别为:401, 543和435 nm,但发射峰值波长均为650 nm;不同型号的氧敏感膜相比较,最大荧光发射效率可相差1~2个数量级;实测传感器中使用的激发波长,其所选用的激发波长并非最大发射峰值波长,其荧光发射效率仅为最大荧光发射效率的1/2,表明传感器光源可以进一步优化选型。综上所述,本文建立了一种溶解氧敏感膜荧光发射效率检测系统,提出了以荧光发射效率评估氧敏感膜的方法,并开展了相关实验测定。本文工作可望用于新型氧敏感膜材料、工艺的研究及传感器优化设计与制造。

超声发射电路与发射效率的研究

为了提高超声探头的发射效率,对现有的超声发射电路进行了分析研究,设计了一种通过补偿电容来提高超声波发射效率的电路。该电路由微控制器产生激励窄脉冲,控制高压源对RC电路实现充放电,达到对超声探头负电压供电。对电路和探头参数进行研究计算,得出补偿电容大小,输入在探头的激励频率与标称频率一致时,发射效率最高。实验结果表明,补偿电容值和理论值越一致,回波电压值越高。电路设计简单,易于实现,可为超声无损检测提供技术支持与理论指导。

电磁发射效率与激励电流关系的仿真

首先分析了恒定电流和脉冲电流对发射效率的影响,结论是恒定电流驱动时,发射效率低于50%;而采用脉冲电流驱动可减少电感的储能,提高系统的发射效率。接着分析了几种脉冲电流驱动模式对发射效率的影响,给出了影响效率的几个主要因素(磁能损耗、轨道电阻热损耗与电流大小、轨道长度、轨道电阻梯度、电感梯度等)之间关系的数学表达式。对一个实例进行仿真分析,比较了在几种不同的电流接入模式下的系统发射效率,结果表明采用单脉冲电流作用下的效率最高,其他几种分布式电流驱动效率较低。

一种新型低阳极发射效率快恢复二极管

采用局域注入p型离子和高温推结的方式得到高掺杂p^+区和低掺杂p^-区规律性的浓度梯度变化,研制了新型低阳极发射效率二极管。与常规结构二极管相比,此结构在工艺实现时,制造工艺条件、掩模版数量保持不变,只需设计高掺杂p^+区和低掺杂p^-区层次掩模版图案,即可实现发射极注入效率的自调节,制造成本低;其反向恢复电荷减小了30.4%,反向电流峰值减小了29%,反向电压峰值减小了6.7%,反向恢复时间减小了11%,开关器件的工作损耗降低,折衷性能更加优良;在V_F基本相当的情况下,反向恢复软度特性更优。

电磁轨道发射器能量转换过程

为提高电磁轨道炮发射效率,探讨电磁轨道发射器的能量转换过程及规律,依据电路和电动力学理论,构建了由动生阻抗、轨道电感、轨道电阻和枢轨接触电阻等组成的发射器非线性数学模型,搭建了耦合结构力、速度、位移等因素的发射器仿真模型,在分析动生阻抗、轨道电感、轨道电阻和枢轨接触电阻特性的基础上,揭示了发射器的脉冲电源激励、脉冲电源和轨道电感共同激励、轨道电感主激励三阶段能量转换规律,得到某次试验发射器能量转换过程和各负载消耗能量占比,其中轨道电阻消耗能量占比52.73%最高,降低轨道电阻、轨道电阻梯度和摩擦系数等仿真参数后,发射器效率由27.27%提升至60.87%。

分布式相参雷达相参效率及相参景深研究

分布式相参雷达(distributed coherent aperture radar,DCAR)所发射信号仅能在感兴趣点处完全相参叠加,在一定发射相参效率约束下,因相参位置失配会出现能量弥散现象。对此,定义“相参景深”用以描述该能量弥散现象,并给出相参景深形成原因,指出其有界性和周期性特征,分析其影响因素,以具象化和定量化的方式揭示发射相参效率空间分布规律,可有效支撑DCAR发射信号参数和阵列构型选择等工程实践。最后,以多节点单元雷达的DCAR设计仿真实验,证明了所提方法的有效性。

一种提高卫星光通信终端发射效率的新方法

在采用同轴反射式光学天线的卫星光通信终端中,发射光束受天线次镜的遮挡,将损失部分能量。为消除次镜遮挡,提高光通信终端的发射效率,提出一种基于衍射光学元件的新方法。该方法利用衍射原理将光束整形为圆环光束,以规避次镜遮挡。按照遮挡比和切断比固定和变化这两类情况进行了仿真设计,前一类仿真结果表明:当遮挡比为15,切断比为1.5时,远场强度峰值提高了40%。后一类情况的仿真结果则表明:遮挡比越大,系统透过率和远场峰值强度越高,远场光束的主瓣宽度和强度峰值相对增量则分别变窄和变低;切断比越大,强度峰值的相对增量也越大。该方法提高了卫星光通信系统发射端的发射效率,同时也改善了接收端的光束质量。

脉冲激发三能级体系半导体量子点的单光子发射效率

研究了脉冲激发下单个半导体量子点中单光子发射的统计特性.在旋转波近似条件下,由系统粒子数演化主方程并结合量子回归理论推导了二阶相关函数的运动方程,利用此方程讨论了二阶相关函数随输入脉冲面积的关系.在窄脉冲宽度的脉冲激发下,单光子的发射概率p和效率η都随着强度的增强而产生振荡.研究表明,采用窄脉冲宽度,当输入脉冲面积在π附近时可以得到较高的单光子发射效率.

驱动线圈匝数对磁阻发射器效率的影响分析

为研究驱动线圈匝数对磁阻发射器效率的影响,首先理论分析电磁力随着驱动线圈匝数的变化趋势,然后基于有限元软件构建磁阻发射器的仿真模型,分析不同匝数下弹丸受到的电磁力和炮口速度,并在驱动线圈为220匝时,得到最大发射效率为13.02%.研究表明,随着驱动线圈匝数的增大,弹丸受到的电磁加速力和电磁制动力都会增大;对于磁阻发射器,存在最佳的驱动线圈匝数,可使磁阻发射器获得最大的发射效率.

基于IGCT的单级磁阻型线圈发射器的效率研究

为了提高磁阻型线圈发射的发射效率,实现其参数的最优化配置,推进磁阻型线圈发射的工程化应用,基于磁阻型线圈发射的物理模型,采用Matlab和Maxwell软件建立了单级磁阻型线圈发射装置的仿真模型并进行仿真分析。在此基础上,在放电系统中加入了半导体断路开关集成门极换流晶闸管,实现了电枢承受反向电磁力条件下对驱动线圈电流的切断。研究了优化前后发射效率的变化以及初始位置和电枢初速度对模型发射效率的影响。仿真结果表明:在电压型脉冲源初始电压为2500 V,电容为4 mF以及给定的发射器参数的条件下,模型优化后发射效率提高了2.24%;模型优化导致最佳初始位置前移,而电枢初速的增加会导致最佳初始距离增大。