一种低剖面低RCS磁电偶极子天线阵列的设计

设计了一种低剖面宽带低RCS磁电偶极子阵列。从辐射散射联合特性的角度研究天线单元的谐振特性,构造出具有相同辐射性能、对交叉极化来波反射相位接近反相的两种不同单元。在主极化方向采用同一单元和SIW差分馈电构造宽带匹配的子阵,带内良好匹配实现对主极化波的低散射;再通过将子阵镜像布阵实现对于交叉极化来波的散射相消,从而有效缩减天线RCS。该天线工作频带为26.77~34.35 GHz(24.8%),峰值增益为17.7 dBi。与采用同一类型单元的参考阵列对比,所提磁电偶极子阵列在22.5~34.5 GHz范围实现了-10 dB交叉极化RCS缩减,并且辐射频带内没有明显的增益损失。

加载SIW腔的毫米波高相位一致性天线阵研究

波达方向估计中,其测向精度依赖于阵列中阵元间的相位一致性,因此设计了一款高相位一致性的毫米波四元直线阵。天线印刷在单层介质板上,采用同轴探针对顶层贴片进行差分馈电。首先采用耦合馈电方式,减小同轴馈电端口之间的耦合,从而减小每个阵元在远场的相位波动;其次,利用基片集成波导技术减小阵元间的相互影响,以提高阵列的相位一致性。仿真结果显示,阵列的|Sdd11|<-10 dB带宽为22.9~25.1 GHz,每个阵元在工作频带内的最大增益与隔离度分别大于6.5 dBi和16.2 dB,阵列在23 GHz、24 GHz处的E面、H面和±45°面上的相位一致性均保持在±10°内。对天线进行了加工和测试,实验与仿真结果较为吻合。

粮食平房仓“结构-隔热”一体化墙板热工性能研究

为了提高散装粮食平房仓墙体保温隔热性能,提出了一种新型“结构-隔热”一体化墙板(SIW墙板)。通过试验和数值模拟,分析了保温板厚度、连接件等对SIW墙板热工性能的影响,揭示了内、外叶墙板温度、热流密度随时间的变化规律,得到了SIW墙板的传热系数,基于传热系数指标开展了SIW墙板在不同储粮生态区的适用性评价。结果表明:相较于传统平房仓砖砌墙体,保温板厚度为50 mm和80 mm的SIW墙板传热系数分别降低了45.81%和56.13%;GFRP连接件在SIW墙板中的热桥效应不显著,对墙板温度场的影响较小;相较于保温板厚度为50 mm的SIW墙板,80 mm厚的SIW墙板能满足3个储粮生态区对粮食平房仓墙体传热性能的要求。

采用基片集成波导技术的毫米波MEMS环行器

设计并制备了一款毫米波的微机电系统(MEMS)环行器。该毫米波MEMS环行器芯片采用高阻硅作为衬底,利用基片集成波导(SIW)技术,基于硅基MEMS工艺,采用低损耗金属化技术,实现了硅通孔金属化的制备。采用三维电磁仿真软件进行模拟,设计了该毫米波MEMS环行器的结构以及SIW与微带线的过渡匹配,并在此基础上优化设计了一套通用的制备毫米波MEMS环行器的工艺流程。并对制备的毫米波MEMS环行器进行了性能测试。结果表明,该环行器的频率范围为24~28 GHz,频带内插入损耗≤0.5 dB,隔离度≥17 dB,尺寸仅为5 mm×5 mm×2.5 mm,能够满足大部分应用需求。

基于蒙特卡洛法的粮食侧压力下SIW墙板可靠性及灵敏度分析

“结构-隔热”一体化复合墙板(SIW墙板)是一种新型粮食平房仓墙体构件,由内、外叶混凝土墙和保温板通过连接件组成。为研究粮食侧压力作用下SIW墙板力学性能的可靠性及随机参数的灵敏度,建立了有限元分析模型,以内叶墙挠度和混凝土强度不同控制条件的功能函数为失效准则,采用蒙特卡洛拉丁超立方抽样方法,对影响SIW墙板承载力的随机输入参数按分布类型开展了100000次抽样及计算,分析了SIW墙板的可靠性,量化了随机参数的灵敏度。研究结果表明:有限元模拟结果与试验结果相差不足5%,功能函数失效概率分别为P f1=5.02×10^(-2)、P f 2=3.30×10^(-4),建立的有限元模型是有效的,对比规范其可靠度均在安全范围之内,应主要考虑影响混凝土强度失效较大的参数;粮食重力密度、混凝土弹性模量和保温板弹性模量的变化对SIW墙板混凝土强度可靠性的影响较大。研究成果为SIW墙板结构设计及优化提供了参考依据。

High gain and circularly polarized substrate integrated waveguide cavity antenna array based on metasurface

Two substrate integrated waveguide(SIW) cavity antenna arrays based on metasurface are proposed in this paper. By rotating the metasurface element, circularly polarized and high gain antennas are achieved respectively. Firstly, multi-mode resonance theory is employed to broaden the bandwidth of the slot antenna. And then, an SIW cavity composed of 4×4 cornercut elements is added on the top of the slot antenna to achieve the circular polarization and improve the front-to-back ratio. Thirdly, the metasurface elements are sequentially rotated and a high gain antenna with 2-dBi enhancement on average in the operation band is obtained. Based on the two antenna units, two 2×2 antenna arrays are designed. The circularly polarized and high gain antenna arrays are both fabricated to verify the correctness. Furthermore, the novel wideband phase shifter is employed in the circularly polarized antenna to obtain an operating bandwidth of 38%(4.05 GHz–5.95 GHz)and AR bandwidth of 24.9%(4.4 GHz–5.65 GHz). The bandwidth of the high gain antenna can reach 42.7%(3.95 GHz–6.1 GHz) and with the gain enhancement of 2 dBi compared with that of the circularly polarized antenna. The gain remains steady in most of operating band within a variation of 1 dBi. It is remarkable that the rotating of the metasurface element has a great influence on the antenna performance, which provides a new explication for the multi-function antenna design.

一种毫米波频段低剖面双极化天线

针对毫米波通信天线小型化、大带宽和高增益的迫切需求,提出了一种低剖面双极化天线。该双极化天线通过在基于基片集成波导(Substrate Integrated Waveguide,SIW)的H面喇叭天线表面集成基于微带缝隙的Vivaldi天线实现双极化辐射性能。其中,H面喇叭天线辐射垂直极化电磁波,Vivaldi天线辐射水平极化电磁波。为了改善阻抗匹配性能,同时提升天线方向性,SIW喇叭天线口面加载了介质透镜。测试结果表明,所设计的双极化天线在21~25.5 GHz回波损耗优于10 dB,2个输入端口间的隔离度高于29 dB。在工作频段内,天线垂直极化的最大增益为5.2 dBi,水平极化的最大增益为8.2 dBi。天线的整体尺寸为40 mm×16 mm×2.8 mm。

基于微扰通孔法实现SIW宽阻带带通滤波器的设计

在单层结构中,滤波器采用直角耦合方式往往会破坏高次模TE102/TE201场的分布特性,导致场产生恶化,从而影响抑制效果。针对此问题,提出了加载金属微扰通孔的方法扰动场的分布特性,从而修复模式的本征抑制,最终抑制了TE102/TE201模的谐波通带。基于此方法,研究了二阶基片集成波导(Substrate Integrated Waveguide,SIW)带通滤波器的阻带宽度延伸及带外抑制优化的设计,中心频率f_(0)=9 GHz,相对带宽FBW为2.44%,插入损耗低于1.3 dB,回波损耗优于20 dB,阻带延伸至18.93 GHz时,带外抑制优于20 dB。最后,分别设计、制作了三阶、四阶SIW带通滤波器进行实物验证,实测的阻带宽度均超过2.05f0,且抑制深度均优于30 dB,验证了该设计方法的可行性和准确性。

基于SIW多模谐振器的信号滤波电路设计

常规电路在传输过程中易受到复杂噪声信号的干扰,影响电路传输的精准度。为此,提出基于SIW多模谐振器的信号滤波电路设计方法。首先,基于SIW多模谐振器设计多模多频带;然后,提取滤波器的电路理论特性;最后,分析滤波器电路传输零点,使滤波器达到最优性能,从而完成电路设计。实验结果:应用该方法设计的电路损耗更低,证明了该方法的有效性。

改进的电磁混合耦合SIW超宽阻带滤波器设计

为了提升滤波器的阻带性能,提出了一种改进的电磁混合耦合基片集成波导(Substrate Integrated Waveguide,SIW)超宽阻带滤波器的设计。首先,利用模式的本征抑制和电磁混合耦合方法,合理地设置外部馈电端口、内部耦合窗口及内部耦合圆孔阵列,抑制了频率低于TE105和TE501的所有高次模;其次,利用耦合槽的偏移,在中间金属层侧壁中心约为1/10腔体宽度处刻蚀耦合槽,可同时抑制TE105和TE501以及TE305和TE503模的耦合;最后,仿真结果显示,该滤波器的中心频率f0=5.94GHz,相对带宽为3.37%,插入损耗为2.29 dB,回波损耗优于17.1 dB。当阻带宽度延伸至4.85f0时,抑制深度优于20 dB。综上,探讨了基片集成波导超宽阻带滤波器的宽阻带抑制,有效延伸了阻带宽度,为移动通信系统进一步提升抗干扰性能奠定了技术基础。

朗格汉斯细胞组织细胞增生症伴发急性呼吸窘迫综合征1例

患儿男,6个月。头、面、颈、躯干及双手(足)相继出现红色丘疹及结痂3个月,伴发热、咳嗽、腹泻、肝脾、淋巴结肿大及贫血。皮损组织病理示:真皮浅层致密组织样细胞浸润,浸润细胞的胞质丰富,部分细胞核可见核沟,表皮内散在分布类似细胞。免疫组化示:浸润细胞S100和CD1a抗原强表达。诊断:朗格汉斯细胞组织细胞增生症。予强的松、长春新碱及依托泊苷联合化疗后病情缓解,但患儿最后发展为急性呼吸窘迫综合症而死亡(ARDS)。

一种宽波束毫米波引信天线阵的设计

本文提出了一种应用于引信系统的宽波束毫米波天线阵。该阵列天线应用于60GHz-64GHz,由四组两两正交布局的1×2波导辐射单元以及SIW(基片集成波导)缝隙耦合馈电组成。由微带线到SIW过渡,可用于与T/R模块连接。基于双脊波导结构以及拓宽的方形波导结构的特点来设计宽波束的辐射结构;设计高集成度,低复杂性的微带线到SIW过渡结构。由HFSS仿真结果表明,在60GHz至64GHz带宽内天线阵列反射系数小于-13dB,并且在增益掉落3dB内,该天线阵列在60GHz、62GHz和64GHz均能实现xoz面和yoz面±50°的波束宽度。

基片集成波导和微带转换器的理论与实验研究

基片集成波导 (SIW)技术中非常重要的问题之一是该类波导与其它形式传输线的过渡问题 .最近已有文章探讨了SIW与微带线过渡的一种锥形结构 ,在本文中对此类结构进行了全面的拓展 ,分析了直接过渡、凸型过渡和凹型过渡几种情况 ,并实验验证了C波段的微带 SIW转换器 .实验结果表明 ,在 4 .1～ 5 .5GHz的频段内 ,驻波比小于 1.2 ,插损优于 0 .5dB .

硅钨酸对胜利油田超稠油的催化降黏作用

针对胜利油田超稠油降黏问题,制备了一种超强酸催化剂硅钨酸(H4SiW12O40).在近似蒸汽吞吐开采稠油的条件下,通过室内正交实验,考察了H4SiW12O40对胜利油田超稠油的催化降黏作用,分析了H4SiW12O40,H2O以及反应温度、反应时间对超稠油黏度的影响;测定了反应前后超稠油的黏度、烃分布和S的质量分数;并考察了地层水和油层矿物对催化降黏作用的影响.结果表明:当m(超稠油)∶m(H4SiW12O40)∶m(H2O)=100.00∶0.04∶8.00,反应温度为240℃,反应时间为36h时,胜利油田超稠油的黏度可降低67.5%,轻烃组分增加,重烃组分减少,S的质量分数降低;H4SiW12O40质量和反应温度是影响催化降黏反应的主要因素;地层水对H4SiW12O40催化作用的影响与地表水相同,油层矿物与H4SiW12O40催化剂之间存在协同效应,可使超稠油的降黏率达73.2%.

H_4SiW_(12)O_(40)/TiO_2/beads光催化降解亚甲基蓝的研究

以钛酸四丁酯为原料,空心微珠为载体,采用溶胶-凝胶法制备TiO2/beads光催化剂载体,然后浸渍法制备出H4SiW12O40/TiO2/beads表面负载修饰型复合光催化剂,并运用SEM、XRD、FT-IR和DRS对催化剂进行表征和分析。研究了H4SiW12O40/TiO2/beads对亚甲基蓝降解的光催化活性,考察了光强度、pH值、曝气量、底物浓度和催化剂用量等对催化效率的影响。实验结果表明,在中性条件下,H4SiW12O40/TiO2/beads催化剂的投加量为0.25 g/L,浓度为7.5 mg/L的亚甲基蓝溶液在250 W的紫外灯和600 W的可见光灯下光照60 min降解率分别可达到94.5%和55%。

不同前驱体制备的Mn-H_4SiW_(12)O_(40)/SiO_2催化剂对二甲醚催化氧化制取甲缩醛反应性能的影响

采用浸渍法分别用硫酸锰、醋酸锰、氯化锰和硝酸锰为原料制备了Mn-H4SiW12O40/SiO2杂多酸催化剂。在常压连续流动固定床反应器中,考察了二甲醚选择氧化制取甲缩醛的反应活性。实验结果表明,催化剂的催化活性顺序为MnCl2-H4SiW12O40/SiO2>Mn(NO3)2-H4SiW12O40/SiO2>MnSO4-H4SiW12O40/SiO2>Mn(AC)2-H4SiW12O40/SiO2。并进一步考察了反应温度对不同锰盐前驱体催化剂性能的影响。结果表明,随温度的升高,硫酸锰修饰的H4SiW12O40/SiO2催化剂催化氧化比较剧烈,在613K时二甲醚转化率高达42.4%,但此时甲缩醛选择性仅为0.9%。采用氯化锰修饰的H4SiW12O40/SiO2催化剂,二甲醚催化氧化反应较缓和,并且甲缩醛的选择性明显高于分别采用硫酸锰、醋酸锰和硝酸锰改性的催化剂,在593K反应1h时,二甲醚转化率为8.6%,甲缩醛选择性达到37.5%。H2-TPR结果显示,硫酸锰改性的催化剂高温氧化性能明显强于另外三种催化剂,氯化锰的修饰使得催化剂的低温氧化性能变强。XRD结果表明,MnCl2-H4SiW12O40/SiO2催化剂的衍射特征峰明显强于其他三种催化剂,并且发现了MnO2衍射特征峰。

一种新型基片集成波导腔体滤波器的设计与实现

滤波器是微波毫米波电路与系统中一个重要的部件。利用基片集成波导(substrateintegratedwaveguide——SIW)技术设计并用印制电路板实现了一种应用低阻-高阻短微带线作补偿的基片集成波导滤波器,仿真与实验结果吻合良好,中心频率为5. 8GHz,相对带宽4. 95%,插损小于1. 3dB。该滤波器具有具有体积小、重量轻、容易加工和集成等优点。

硅基双层SIW结构毫米波MEMS滤波器

基于MEMS工艺设计并制作了一种小型化毫米波滤波器,该滤波器采用硅基双层SIW的结构形式。理论分析计算了滤波器的结构参数,并使用三维电磁场分析软件HFSS对该结构进行了模拟仿真。设计得到了中心频率f0为31.2 GHz、插入损耗为1.1 dB、1 dB带宽大于1 GHz、中心频率f0±3 GHz处抑制大于40 dB、芯片尺寸为4.6 mm×3.1 mm×0.8 mm的MEMS毫米波滤波器。给出了一套基于MEMS工艺的双层SIW结构毫米波MEMS滤波器的制作流程,实现了硅基双层SIW结构毫米波MEMS滤波器的工艺制作及测试。测试结果表明,获得的MEMS毫米波滤波器的测试结果与仿真结果基本一致。

原位合成H_4SiW_(12)O_(40)@C协同UV/H_2O_2降解罗丹明B模拟废水

以H4Si W12O40及可溶性淀粉为起始原料,原位合成了H4Si W12O40@C光催化剂,并采用SEM、EDS、XRD、FTIR、UV-vis、BET对其进行了表征。对H4Si W12O40@C协同UV/H2O2降解罗丹明B废水工艺进行了研究,考察了不同因素对降解效果的影响及协同效应,并探讨了催化氧化反应机理。研究结果表明:UV-Si W20@C-H2O2体系能高效快速降解废水中的罗丹明B,产生了明显的协同效应。在优化工艺条件下,即在250m L初始p H值为3、质量浓度为100mg/L的罗丹明B废水中,Si W20@C催化剂0.15g、H2O2浓度14mmol/L、温度25℃、高压汞灯功率500W、紫外照射70min条件下,罗丹明B脱色率达到了95.78%。紫外可见光谱和HPLC结果显示,罗丹明B分子结构被破坏,分解成了含苯环结构等有机小分子。此外,Si W20@C催化剂还具有较好的重复使用性能。