超宽带薄型频率选择表面吸波体设计

设计了一种新型集总电阻加载超宽带薄型频率选择表面(FSS)吸波体。该吸波体使用单层单谐振FSS损耗层结构,具有厚度薄、宽带吸波且极化稳定的特点。FSS损耗层单元结构采用非单元中心对称轴集总电阻加载方法,并结合非均匀金属导带宽度和圆顶枝节加载设计有效拓宽了吸波带宽。该吸波体的等效电路分析及全波仿真结果均表明该结构在6.0~26.77 GHz频段内对电磁波吸波率能够达到90%,相对带宽达到126.8%。该吸波体总厚度为0.086λ_(L)(λ_(L)为吸波频段最低频率对应波长),仅为Rozanov理论极限厚度的1.09倍。对该吸波体进行加工与测试,实测结果与仿真结果一致,验证了设计的有效性。

基于TEM喇叭的电磁脉冲辐射天线优化设计

针对TEM喇叭天线终端反射大、低频辐射效率低的问题,对其进行了仿真优化设计。采用时域分析方法,分析了端部加载电阻与背部加载电阻的低频补偿方法,对TEM喇叭天线的尺寸、极板顶角等结构参数进行了优化,采用末端卷边结构,提升了辐射场的峰值场强与脉宽。根据仿真优化结果,研制了长度2.5 m、天线极板间张角45°、天线极板顶角45°的TEM喇叭天线,通过实测验证了仿真结果。结果表明,加载电阻可以有效降低反射,背部加载电阻方式的峰值场强和脉宽比端部加载电阻高,且采用4个电阻并联加载的效果较好;适当增加天线长度、极板顶角以及极板间夹角可以提高天线辐射性能。该研究结果为TEM喇叭天线在辐射式核电磁脉冲试验系统的应用提供了参考。

特高压空载变压器的合闸谐振过电压

研究了我国1000kV特高压试验示范工程中可能出现幅值较高的合空载变压器谐振过电压现象,阐述了合空载变压器谐振过电压的机理与影响因素及其对策。在计算分析合闸电阻、投入低压电抗器等措施限制合空变谐振过电压效果的基础上,提出了抑制合特高压空载变压器谐振过电压的相应对策,以保证特高压试验示范工程的安全运行。

MEMS微波/毫米波TaN薄膜负载电阻的设计与实现

开展了一种基于MEMS工艺的微波/毫米波薄膜负载电阻的结构设计和工艺实现,该负载电阻选择TaN作为薄膜材料,高阻硅为基底材料,仿真设计并优化了三种新型结构,给出了一套MEMS TaN薄膜负载电阻制备的工艺流程,并针对该工艺流程方案进行了关键参数的工艺误差仿真,实现了适用于20~40 GHz频率内的三种MEMS TaN薄膜负载电阻的工艺制作和测试。测试结果表明,结构一、结构二和结构三的回波损耗分别小于-22,-18和-18.5 dB,并将结构一成功运用于32~34 GHz毫米波频段内的MEMS隔离器,MEMS隔离器的隔离度大于25 dB,插入损耗小于0.5 dB。MEMS TaN薄膜负载电阻具有很好的负载吸收功能,适合微波/毫米波通信发展需求。

基于自抗扰控制器的永磁同步电机位置伺服系统

设计了一种新颖的基于自抗扰控制器的永磁同步电动机位置伺服系统。该系统通过跟踪-微分器为给定位置信号提供一个过渡过程,克服了系统响应速度和超调之间的矛盾,使得系统响应快且没有超调;通过扩展状态观测器将系统的负载、转动惯量和定子电阻等参数变化带来的扰动观测出来并加以补偿,提高了系统的抗干扰能力;通过非线性状态误差反馈律实现了“小误差大增益,大误差小增益”的非线性控制,提高了控制精度。仿真结果表明,该系统具有响应快、无超调、稳态精度高的特点,对负载、转动惯量和定子电阻的变化具有很强的鲁棒性。

一种新型探地天线的优化设计

设计了一种新型超宽带平面天线。用FDTD研究了近地面天线的模拟计算问题 ,给出了天线的近场辐射性能。通过与平面蝶形偶极天线对比 ,结果表明该天线具有波形保真度好 ,对称的辐射方向图及后向辐射小等特点 ,进一步通过加载集中电阻优化设计 ,改善了天线的驻波特性。此天线不仅适用于探地雷达 。

华北电网重潮流线路负荷限制电阻整定方法

对四边形和方向圆特性阻抗继电器躲线路最大潮流的能力进行了详细分析,提出了距离保护负荷限制电阻的整定原则和整定方法,并给出了整定建议值。该方法已经在华北电网得到应用,可保证在电网潮流发生大范围转移时后备保护不误动作,避免引发连锁反应、扩大电网事故。

12 GHz枝节匹配宽带微带均衡器

给出了一种匹配良好的宽带微带均衡器的设计。它由在枝节上加载了薄膜电阻的微带枝节谐振器构造而成。通过大量的试验和仿真研究了电阻值对谐振器的影响。当加载薄膜电阻在枝节谐振器上时,可以得到可调的品质因数。利用HFSS分析可以看到电阻加载的枝节谐振器不仅频率可调,而且衰减可调、品质因数可调。文中利用四个加载了不同阻值的枝节谐振器得到了一个12 GHz带宽的微带均衡器,给出了结构图和特性曲线。结果表明这种加载电阻的谐振器结构很适合宽带微带均衡器设计。

薄膜电阻对微带均衡器的影响研究

为了使微带均衡器满足衰减特性与给定的误差曲线逐点拟和的要求,就必须使其频率可调、衰减可调、品质因数可调。因此,本文通过大量仿真和实验,研究了加载了薄膜电阻的微带谐振器及其在微带均衡器中的应用,研究分析了薄膜电阻对微带均衡器传输特性及驻波特性的影响。研究结果表明将薄膜电阻加载到微带谐振器上构造微带均衡器,可以通过改变谐振器的尺寸使其频率可调,通过改变电阻阻值及位置使其衰减可调、品质因数可调。大量HFSS仿真及实验证明这种方式很适合微带均衡器的设计制造。本文利用这种结构设计制作出了一个宽带微带均衡器,得到了很好的实验结果。

微带均衡器加载电阻设计研究

论述了电阻加载的L型微带谐振器及其在微带均衡器中的应用,分析了加载电阻对微带均衡器的影响,研究了微带均衡器加载电阻设计方法。通过对加载电阻的位置和阻值的研究,得到将薄膜电阻加载到微带谐振器上构造均衡器,可以使其不仅频率可调,而且可以衰减可调、品质因数可调。文章给出了利用这种结构设计的带宽微带均衡器,并得到实验验证。

带阻容负载的独立发电机整流系统的静态稳定性研究

实验与仿真表明,当系统参数配合不合理时,带阻容负载的独立发电机整流系统存在静态稳定性问题,通过理论计算、实验与仿真分析较为系统地研究了这一问题。其中理论计算需要建立包括二阶发电机简化模型、整流桥动态平均值模型、负载动态模型在内的系统状态空间模型,在此基础上运用一阶线性化方法在稳态运行点得到系统的小信号模型,最后运用特征值理论进行系统静态稳定性判断。通过实验、仿真及理论计算,总结了上述系统运行稳定性问题的规律,分析了系统静态稳定性问题的物理机理,并分别从参数与控制策略的角度提出了抑制系统静态不稳定的方法。

超/特高压交流输电线路断路器合闸电阻的适用性研究

断路器合闸电阻能较好地限制超高压与特高压交流系统合闸过电压,但因其结构复杂、成本高等缺点,故是否有必要采取该措施值得研究。作者采用软件仿真技术,探讨了不同情况下超高压与特高压交流系统合闸电阻的适用问题。研究表明,对于500 kV交流系统,当线路长度在100 km以下时,通常可以取消合闸电阻;当长度在100～200 km时,需根据具体情况进行分析确定是否有必要采用合闸电阻;当长度在200～400 km时,一般应采用合闸电阻,但也可采取在沿线布置2～3组避雷器的方法来替代合闸电阻;当长度在400～600 km时,仍应采用合闸电阻限制合空线过电压。对于1 000 kV交流系统,即使是100 km的短线路,若不采用合闸电阻就难以将合闸过电压限制在规程规定的范围内。因此,1 000 kV交流系统通常应采用合闸电阻,且较长线路宜采用较低阻值,较短线路宜采用较高阻值。

定子双绕组感应发电机阻性负载与整流桥负载的仿真研究

通过仿真手段分别对带整流桥负载和变频交流阻性负载在空载和额定负载下控制绕组励磁变换器电流的变化规律进行对比研究。结果表明,在空载和额定负载以及给定的1:2.5的转速范围内,系统均能输出稳定的给定电压;电容滤波型的整流桥负载,在额定负载低速时和空载高速时呈现微弱的容性,而在最高速额定负载下,呈现的容性较强,整流桥负载的性质与负载大小和发电机转速均有关系。

发电机中性点经配电变压器接地的配置方法

发电机中性点经配电变压器的接地方式 ,已在国内被广泛采用。但其配置及其接地保护的整定计算和校验却存在较多问题。针对配电变压器装置提供了一套较完整的配置和整定计算方法 ,并结合湖北天堂抽水蓄能电站的实例进行计算 。

一种宽带增益均衡器的设计与仿真

利用薄膜电阻加载的枝节谐振器设计了一种微小尺寸的微带均衡器子结构电路。利用CST仿真软件设计模拟了基于该结构的宽带增益均衡器,并给出了仿真结果。

一种无弧快速有载调压模型及仿真

采用反并联大功率高耐压晶闸管作为调节控制开关,利用晶闸管开关在电流过零点自然关断的特点,提出了一种不需过渡电阻的新型电力电子无弧有载调压模型,有效简化了调压步骤,加快了调压速度。35 kV/10.5kV、5 MVA双绕组调压变压器模型调压过程的MATLAB仿真波形证明了该模型的正确性。

电阻加载在宽带均衡器中的应用

给出了1种宽带的功率均衡器的快速设计方法。分析了均衡网络中加载电阻后谐振单元的谐振和耦合特性,并讨论了加载电阻对谐振单元品质因数的影响。对谐振单元的尺寸和电阻进行设定和调整,并使用仿真软件对级联网络进行优化,可以在短时间内设计出满足目标的均衡器。基于本方法,设计了2种频段的宽带功率均衡器。

嵌入钢壳的共形微带天线设计

针对安装空间受限且需要与安装壳体共形的需求,设计了一种工作于2.4 GHz频段的圆环形微带贴片天线.利用Ansoft HFSS软件建立了天线及其安装壳体的模型,通过仿真分析确定了天线的外形尺寸以及加载电阻的阻值.仿真结果表明:辐射贴片的外形尺寸与天线的谐振频率密切相关,尺寸增大会使谐振频率明显下降;增大加载电阻的阻值可有效降低天线的谐振频率;嵌入钢壳后天线的谐振频率提高了4.2%.利用矢量网络分析仪对天线嵌入钢壳后的特性进行了实测,测试结果与仿真结果吻合良好.

基于P-V下垂系数修正的并联逆变器输出功率成比例分配实现

为了确保并联逆变器在连接线路阻抗存在明显差异的情况下,仍然能按其额定输出容量成比例地输出功率,详细分析了功率分配不成比例的根本原因,给出逆变器输出阻抗和线路参数间的关系,进而提出主动注入功率差额实现功率比例分配的解决方法,给出易于工程实现的P-V下垂系数基准校正曲线。提出的方法可以根据实测的线路参数,也可仅在并联系统调试或运行过程中进行一次P-V下垂系数的修正实现功率的比例分配。多工况的仿真和实验结果验证了提出方法的有效性。

带反射腔的分布式电阻加载探地雷达天线设计与分析

该文研究了一种半椭圆结构分布式加载偶极子天线。通过改进天线臂结构以及采用分布式电阻加载,有效降低电流在天线末端的反射,能够改进天线的输入阻抗特性,展宽天线的工作频带。应用长方体金属反射腔,减小了天线的后向辐射,增强了天线的地下穿透能力。利用电磁计算软件对天线进行了仿真和设计,并加工制作了一部样机,测试了样机的反射损耗和辐射特性等性能参数,测试与仿真结果较为贴合。将该天线应用于探地雷达系统进行地下目标探测实验,实验结果证明该天线满足探地雷达系统的需要。