Simulations of a two-stream backward-wave oscillator with a slot-hole structure

We study a two-stream backward-wave oscillator with a slot-hole structure at short millimeter waves with the help of a three-dimensional particle-in-cell simulation. In order to increase the interaction region of the electron beam, the efficiency and the output power, a slot-hole loaded rectangular waveguide structure used as the high-frequency system is proposed. Based on the mechanism of the backward-wave oscillator, a slow-wave oscillator with a frequency of 0.14 THz is designed. The simulations show that the output power and the efficiency of the oscillator can be enhanced due to the coupling between the two beams through the slot holes. The interaction efficiency is 5.18%, and the starting current density is below 5 A. cm^-2 for the two beams. These attractive results indicate that, based on the two-stream backward-wave oscillator, we can get short millimeter wave sources with high power and low current density.

柳州2022年6月极端“龙舟水”持续暴雨过程分析

利用FNL再分析资料、高空和地面观测资料、区域气象站雨量资料,对柳州市2022年6月16—22日的极端“龙舟水”持续暴雨过程进行分析,用统计分析等方法研究持续暴雨过程的特点,用天气学诊断分析等方法研究持续暴雨的成因机制。结果表明:此次持续暴雨过程极端性强,其中3、6、12 h最大降水量均突破柳州市有气象记录以来的历史极值,1和24 h最大降水量居历史第2位,且夜雨明显,具有暖区暴雨的特征。500 hPa短波槽是此次持续暴雨高层重要的动力强迫系统,短波槽周期为24 h左右,基本规律是夜间影响、白天移出,造成柳州降水夜强昼弱的特征。850 hPa强盛的西南气流为暴雨发生提供了源源不断的水汽输送,长时间维持的深厚湿层为持续暴雨、极端暴雨提供了较好的湿度条件,同时850 hPa西南急流在白天减弱、夜间增强这种时间上的脉动,又为气流的辐合上升创造了较好的低层动力条件,是暖区暴雨的一种重要触发机制。该研究揭示的500 hPa短波槽24 h周期变化、850 hPa西南急流夜强昼弱的时间脉动,是造成柳州暴雨持续和夜雨特征的重要触发和维持机制,为今后预报持续暴雨提供了较好的理论支撑。

缝类缺陷的Lamb波检测

在ST12冷轧板上用线切割加工出不同深度的狭缝来模拟钢板中的缝类缺陷,采用一发一收方式,对缺陷进行Lamb波检测。利用短时傅里叶变换对有无缺陷时采集的时域信号进行了时频分析,有效识别出板中激发的Lamb波模式;将时间中心和频率中心作为数字参量,探讨了缝类缺陷对Lamb波的影响。结果表明,Lamb波信号时间中心的变化与缝类缺陷深度有较好的对应关系。

适用于道钉通信的V形缝隙天线的设计

设计了一种2.45 GHz频段下用于铸铝道钉通信的V形缝隙天线。天线尺寸为60 mm×40 mm,是依据道钉壳体内腔大小而设计的,且基板侧壁用铜皮包裹,起到电磁波能量向顶面汇聚的作用。天线顶面辐射贴片紧贴道钉的太阳能电池板,四周缩进基板边缘3 mm,电磁波能量可从电池板缝隙有效辐射出去。在辐射贴片的一条对角线上开对称的V形槽,在另一条对角线附近引入对称的2根短路探针,降低了天线的谐振频率,同时减小了天线的尺寸。天线工作频段为2.42~2.47 GHz,制作天线样机,通过无线通信模块测试,该天线在距离地面1 m高时,通信距离为66 m,在铸铝道钉腔体内且紧贴地面放置时,通信距离为35 m,超越现有道钉产品通信距离,符合实际工程应用需求。