球形粒子Mie散射参量的Matlab改进算法

本文主要讲述了Mie散射物理参量的一种改进数值算法,在抛弃了Mie散射物理参量的经典算法——连分式算法和后向递推算法之后,在现有利用Matlab计算散射参量的基础上,充分利用了Matlab内置命令集和函数集,得出了任意折射率且尺度参数在10-4~104的球形粒子散射参量的准确计算结果。收敛数度比改进后向递推快,相应的程序简单易读且执行时间大为缩短,比现有经典算法所用的递推关系较少,因此在很大程度上避免了递推过程中误差的积累,保证了计算结果的可靠性。

不同环境温度下冰云粒子的单次散射参量

本文提出了直接Stokes参量变换的射线追踪方案,优化了作者过去建立的求解六角冰晶粒子散射的射线追踪模式.在冰晶有吸收(折射指数为复数)的情况下,新模式采用了有效折射指数处理粒子内的非单色折射波.其次,新模式还引入了有效单次散射参量,消除了来自几何透射线的前向δ散射效应.最后,根据不同环境温度下的冰云中冰晶粒子的粒径谱分布,本文计算了粒径谱积分平均的3D随机取向六角冰晶粒子的单次散射参量.文中给出的冰晶粒子单次散射参量的数值,对研究冰云辐射特性将有一定参考价值.

海洋混合悬浮颗粒对蓝绿激光的散射特性研究

激光在水下的传输很大程度上会受到海水中悬浮颗粒物的影响,而目前对于海洋中悬浮颗粒物光散射的理论研究大多是针对单一成分的悬浮粒子而进行的,但是在真实海洋中悬浮颗粒物都是以多种成分混合的颗粒群形式而存在的,因此研究真实海洋中混合悬浮颗粒物对蓝绿激光的散射特性具有重要意义。该研究选取了对蓝绿激光传输产生较大影响的浮游藻类植物、悬浮泥沙、碎屑、悬浮气泡和矿物质这五种常见的悬浮颗粒物作为研究对象,充分考虑真实海况中这五种悬浮颗粒物的不同混合情况,构建了海水中混合球形悬浮颗粒物对蓝绿激光的散射特性模型。数值计算了海水中五种物质混合的球形悬浮颗粒物对532 nm蓝绿激光的统计平均光散射参量和平均散射相函数,分析不同混合悬浮颗粒物的混合比对平均散射、吸收和消光系数以及单次反照率随着粒子有效半径和粒子数浓度变化的影响,同时分析了不同粒子尺寸下的不同混合比对混合悬浮颗粒物的平均散射相函数随着角度变化的影响。数值结果表明,当悬浮泥沙在整个混合模型中占比越大时,平均散射系数越大,而当悬浮藻类粒子在整个混合模型中占比增大时,平均吸收系数增大,由此可知海洋中对光造成主要影响的五种常见悬浮颗粒物中,悬浮泥沙对光散射作用影响最大,悬浮藻类粒子对光吸收作用影响最大。随着悬浮颗粒物浓度的增大,混合粒子的单次反照率保持不变,由此可知混合悬浮颗粒物的平均光散射参量随着粒子浓度的增长速率是一致的。海洋中混合悬浮颗粒物的平均散射相函数随着粒子的有效半径的增大而增大,散射作用最大的混合比下的悬浮颗粒物其平均散射相函数最大,悬浮颗粒物的前向散射较强。该工作对蓝绿激光在海水中传输、信道建模,水下无线光通信的研究以及激光探测都具有重要的理论指导意义。

EAM-DFB基于S参量和电路模型的特性分析

针对电吸收调制器集成分布反馈激光器(EAM-DFB)的光电混合和端口散射特征,提出了包含自发辐射和俄歇复合的有源等效电路模型,及其散射参量(S参量)求取模型。通过电路级模拟在不同典型参数下的S参量,研究了EAM-DFB的工作特性。模拟得到EAM-DFB的传输参量在-25dB至-60dB内,随频率增高而减小,在调制时增大,并反映出比直调DFB更大的带宽,而反射参量随频率增高而增大,结果与已有的理论和实验吻合。同时发现,减小自发辐射因子或增大驱动电流和限制因子,反射增大传输减小,但后者的传输参量减小缓慢平坦,对调制响应有所改善。

基于微波透射法的复合绝缘子硅橡胶老化状态检测方法

该文提出了基于微波透射法的复合绝缘子硅橡胶老化检测数值模拟方法,开展了硅橡胶材料微波检测试验,验证了数值模拟方法的有效性;根据老化规律定义了硅橡胶不同老化状态,通过矩形波导固定扫频检测,分析了透射系数S_(21)幅值的变化规律,确定了最佳检测参数;采用波导移动扫描方法,研究了微波对硅橡胶局部老化程度和位置的检测效果;通过实际10 kV复合绝缘子局部老化微波无损检测,进一步验证了该方法的有效性。研究结果表明:硅橡胶不同老化状态下,S_(21)幅值有明显差异;当提离距离为6 mm、检测频率为4.17 GHz时,通过ΔS_(21)幅值大小及幅值变化区域可有效识别硅橡胶的老化程度和位置。该研究对于复合绝缘子老化状态的无损检测具有重要意义。

基于PCB介质的芯片间无线互连及60GHz天线设计

基于印刷电路板(printed circuit board,PCB)介质的芯片间无线互连结构,设计一种60 GHz单极子天线.天线半径为0.04 mm,长度为0.84 mm,天线1、2、3和4代替4个芯片的4个管脚,伸入PCB介质中(厚度为2 mm,面积为20 mm×20 mm).天线1为发射端,其余为接收端.利用HFSS软件仿真得到模型中天线间的S参数S11、S21、S31和S41分别为-19.00、-64.75、-64.75和-76.30 dB.以5 V、60 GHz正弦波信号激励发射天线,接收天线2、3和4分别收到振幅为4.80、4.80和0.47 mV.当发射激励为120 Gbit/s伪随机二进制码时,接收天线收到的信号眼图清晰,理论验证了利用单极子天线实现基于PCB的芯片间无线互连的可行性.

正交矩形波导复合耦合槽特性分析

两个正交矩形波导公共宽边上偏离中心线的耦合斜槽称为复合耦合槽。考虑波导壁的厚度，根据等效原理和缝隙口面切向磁场的连续条件建立一对耦合积分方程，利用矩量法进行求解，给出复合耦合槽的谐振长度、散射参量随缝隙的倾角。

圆形槽波导到矩形波导结的有限元分析

设计基于圆形槽波导的元件经常会用到圆形槽波导到矩形波导结。应用有限元法(FEM)分析了N端口波导结。采用完全匹配层(PML)将槽波导的开放边界截断为有限区域,然后对圆形槽波导到矩形波导结的散射特性进行了数值计算,得出的散射参量为圆形槽波导振荡器输出结构的优化设计提供了依据。

3dB电桥的幅频特性和相频特性分析

针对工程应用中3dB电桥不是简单地工作在中心频率的情况,基于微波网络理论研究3种3dB电桥的频率特性.分别是二分支3dB电桥、三分支3dB电桥和环形3dB电桥.首先,借助于符号运算软件得到它们的独立散射参量表达式,然后借助于公式化作图得到相应的幅频特性曲线和相频特性曲线.分析表明,从带宽特性看,环形3dB电桥要优于其它两种3dB电桥.

窄-宽面直交波导缝隙耦合特性

讨论两个波导管窄边-宽边正交的波导间的缝隙耦合特性,给出了散射场和等效网络参数的通用表达式,在x波段进行了数值计算和实验验证,结果相吻合。

GaAsMESFET在液氮温度下的S参数

本文提出一种从常温下的ＧａＡｓＭＥＳＦＥＴ的Ｓ多数得到液氮温度下的Ｓ参数的方法。首先用给定的常温下Ｓ参数提取出等效电路参数，然后根据已有的实验观测结果得到各参数在液氮温度下的近似线性变化规律，最后得到液氮温度下的Ｓ参数，与文献结果相比一致性较好。

硬盘微带线路串扰问题的研究

研究了3.5英寸硬盘的"差分——差分"微带线结构,依据散射参量和模态分析的方法,仿真模拟了差分对之间的串扰情况,提出了选择适当的线间距减少串扰的设计方案,以满足读线路(被干扰线)上串扰衰减的设计指标。

一种采用新式单片机的微波自动测量线

介绍一种新一代的微波自动测量线系统。该系统能够测量驻波比、反射系数、波导波长、阻抗、插入损耗和散射参量等。系统以 89C5 1RD2新一代 8位单片机为控制核心 ,以步进马达作传动装置 ,以点阵式液晶为显示器 ,能够在主机上显示驻波图形等。

Delta-P_1近似漫反射光学模型的二阶参量灵敏度

基于Delta-P_1近似漫反射光学模型,推导了双点源近似下空间分辨漫反射解对于Henyey-Greenstein散射相函数的二阶参量γ的灵敏度表达式,研究了参量γ对漫反射分布的影响.研究表明,与漫射近似模型相比,Delta-P_1近似漫反射光学模型不仅含有散射相函数的二阶参量γ,而且在弱吸收或强吸收的情况下,参量γ对于光源附近(ρ<1.0 mm)的空间分辨漫反射都存在较大的影响(极值大于30%).因此利用γ研究漫反射光分布对于获取组织光学信息具有重要的意义.

半导体激光器同轴封装的高频影响:分析与实验

在高频调制下,封装对半导体激光器的影响非常显著。通过分析封装前后激光器散射参量之间的关系,推导出可用于分析半导体激光器封装高频影响的两种方法:预测法和评价法,从而提供了分析激光器封装的另外两种等价方法。实验中,对同轴(TO)封装的高频特性进行了测试和分析,分析结果与传统比较法的测试结果吻合表明新方法有效。实验表明在10.2 GHz以内同轴封装不会降低半导体激光器的频响带宽,即同轴封装的带宽可达10 GHz,且发现同轴封装中电感和电容元件之间的谐振效应对器件的频响具有补偿作用。两方法可为筛选光电子器件封装提供依据,并为优化封装的设计提供参考。

电吸收调制激光器集成芯片的高频测试

提出了一种精确测试电吸收调制激光器(EML)集成芯片高频特性的方法。待测芯片制作在带有微带线的热沉上,同时采用光探测器作为光电转换器,二者构成待测双口网络。被测双口网络的一端是共面线,使用微波探针作为测试夹具加载信号,另一端是同轴线,两个测试端口不同,不能采用简单的同轴校准方法校准待测系统。测试过程中采用扩展的开路-短路-负载(OSL)误差校准技术对集成器件的测试夹具微波探针进行校准,扣除了测试中使用的微波探针对集成光源高频特性的影响,同时采用光外差的方法扣除了高速光探测器的频率响应对结果的影响,得到集成光源散射参数的精确测试结果。