小型无线场强探测传感器研究

近年来,微波加热因其高效性和清洁无污染等优点广泛应用于各个领域。然而,微波加热的不均匀性限制了微波作为高效加热能源的应用。通过测量和分析加热腔中的电场分布情况可以帮助设计人员改进微波加热腔体设计,提高微波加热的均匀性。现有的场强测量设备均为有线设备,应用场景极为有限。因此,本文提出了一种由探头、接收机和上位机三部分组成的无线场强探测传感器。介绍了无线场强探测传感器的结构和原理,采用横电磁波小室进行校准。通过一系列测量实验表明实测值与标准场强仪测量值一致性较好,可满足工程测量需求。

随机相位微波功率的空间合成效率

采用数值计算方法,将微波功率源输出信号的相位差视为等概率分布的随机事件,通过阵列天线平均增益定量计算了多微波源空间功率合成效率;分析了随机相位条件下,天线单元间耦合系数、极化方式和单元增益对合成效率的影响。计算结果表明:多微波源在随机相位条件下进行空间功率合成,阵列天线单元之间的相互耦合将造成合成效率严重下降;而天线类型、极化方式和天线单元增益对合成效率的影响较小。

等效介电系数经验公式在微波加热计算中的应用

微波加热化学反应所产生的部分特殊现象至今仍没有得到合理解释,非热效应成为一个悬而未决的热点问题.同时,缺少一种真正意义上对微波化学反应器设计的指导理论.因而急需一种微波加热过程中的数值模拟方法来定量研究这些问题.本文利用黄卡玛等提出的经验公式计算得到任意温度和反应时刻的丙酮碘化反应过程中混合溶液的等效介电系数,联合求解了化学反应方程、Maxwell方程和热传导方程,得到反应过程中的电磁场与温度分布.计算结果与实验结果吻合较好,验证了这种数值方法的合理性.为微波加热化学反应的数值模拟提供了一种有效的新方法,并为进一步解释部分特殊现象和进行非热效应的相关机理研究提供可能.

微波化学反应器介质耦合窗应力计算分析与设计

微波能量耦合窗口是微波化学反应器的关键部件,它应该尽可能小地反射微波能量以避免烧毁功率源,同时密闭反应腔体以分隔反应物与微波装置。根据多物理场耦合模型,利用有限元方法对耦合窗进行了结构应力计算和设计,分析了微波加热过程中介质耦合窗的受热和热应力特点,得到了对工业应用具有参考价值的结果。提出可以通过设计适宜的介质垫片来降低窗体应力,提高可靠性。

一种基于神经网络的复介电常数测量装置

物质的复介电常数反映了物质对微波的吸收和透射能力,为了提高微波工业应用中能量的利用效率,能准确测量物质的介电常数就显得尤为重要。本文设计了一种在2.45 GHz下的单端口圆柱腔体测量装置,内置聚四氟乙烯容器放置待测物质,避免化学溶液与腔体的金属发生反应影响测量准确性。使用圆形贴片天线向腔体内馈波,提高物质吸收微波的均匀性;利用单端口的反射参数,使用神经网络对复介电常数进行反演;使用双分支神经网络分别提取介电常数实部和损耗角正切值的特征,改善神经网络的训练效果,提高结果准确度,测试结果表明最大误差不超过10%,反演结果与实际值一致性较好。

一种基于集总电阻加载的宽频超材料吸波器设计

设计了一种用于宽带吸波的集总电阻加载的超材料吸波器,并进行了理论和仿真分析.仿真结果显示该吸波器实现了在20.8 GHz到33.0 GHz频段内具有超过90%吸波率的良好吸波特性.通过对该结构在有无集总电阻加载的情况下对吸波率和能量损耗的仿真结果比较得出,集总电阻是实现宽频带吸波的主要因素.此外,该吸波器还具有对TE波、TM波不敏感和50度宽入射角的特性.有理由相信,该吸波器在电磁隐身领域将具有广阔的应用前景.