基于光学微腔模式劈裂的角速率测量方法

传统的光学谐振陀螺(ROG)把背向散射作为重要误差源之一,须尽量抑制其影响.在光学谐振腔的品质因数极高时,背散光得到足够的增强,不能再被简单地视为噪声.背向散射会引发模式劈裂,所形成的劈裂模谐振频率会随腔体旋转角速率发生变化.结合Sagnac效应,修正有源光学谐振腔模式劈裂传感原理的数学模型,推导出腔体旋转角速率与劈裂值的映射关系式.通过仿真分析不同掺杂增益系数以及不同光纤锥耦合强度下的反射谱线,发现谐振腔工作在欠耦合区域更适合角速率测量.掺杂增益介质可以提高品质因数,减小谐振峰线宽,使得模式劈裂谱线更容易观测.理论与计算机仿真分析表明品质因数为108的光学微腔测量分辨率可达10-6(°)/s,所提出的角速率敏感机制很有应用前景.      

基于HFSS的蓝宝石谐振器仿真设计

本文介绍了一种工作在回音壁模式下的蓝宝石谐振器的仿真方案.该方案基于Ansoft HFSS软件,首先通过本征模模式探究了蓝宝石柱体与腔体的尺寸改变对不同回音壁模式谐振频率与无载品质因数的影响;再向谐振腔中加入了耦合端口,通过驱动模式探究耦合端口位置与形状的改变对整个谐振腔传递函数的影响.最终设计出的蓝宝石谐振器有着良好...     

谐振腔法复介电常数测量系统的谐振频率标定

微波介质材料的复介电常数,或称相对介电常数和介质损耗角正切参数是表征其介电特性的最重要的物理参数。目前对于微波介质材料普遍采用谐振法进行测试,但仍然存在测试频率不够高、测量结果一致性不理想等诸多问题。本文以本单位自行研制的基于分离圆柱体谐振腔法的材料复介电常数测量夹具所建立的微波复介电常数测量系统为研究对象,通过实验的方法,对该测量系统的TE_(011)的谐振频率这一关键指标的最优测试条件、标定方法和结果、稳定性等进行了系统地研究,实验结果表明,该谐振腔法测量系统非常适合作为计量标准装置,用于微波介质材料标准样片的复介电常数的计量和校准。     

三频信标高精度TEC测量新方法

电子总含量(TEC)是电离层探测的主要参量之一, 作为层析(CT)的输入参量, TEC测量精度直接影响电离层CT成像的结果. 过去主要采用双频信标测量TEC, 由于相位积分常数的求解、系统硬件延迟等误差, 使得TEC测量结果不能满足电离层CT高精度重建成像的要求. 三频相干信标技术的出现, 使得电离层天基测量技术有了新的发展. 提出了基于三频信标的传播时延-相位联合测量反演TEC的方法, 融合三频信标在电子密度随机起伏探测和相位积分常数计算两方面的优势, 进一步提高了TEC的测量精度. 模拟结果显示利用此方法的三频信标TEC测量结果提高了电离层CT的精度.      

Ka波段开腔电介质自动测量系统

介绍了以自行研制的开放式谐振腔为中心的Ｋ＿ａ波段电介质自动测量系统。该系统在计算机控制下，改变频率；采集并读取谐振长度和功率数据；计算Ｑ值，即时算出被测材料的介电常数ε＿ｒ和损耗角正切ｔｇδ。除腔谐振尚需人工调节外，全部实现自动测量。通过测量聚苯乙烯泡沫、聚四氟乙烯、聚乙烯、高压聚乙烯、聚苯乙烯、微晶玻璃、陶瓷基片、复合微波介质基片等材料的电介质参数证实，ε＿ｒ和ｔｇδ在３２～３９ＧＨｚ频率范围内，量程分别达１．２０～２５．０和２．０×１０￣（－５）～２．０×１０￣（－３）。ε＿ｒ和ｔｇδ的测量不确定度分别达±０．５％和±（８％＋３×１０￣（－６））。     

Coriolis质量流量传感器内部耦合振动

谐振式科里奥利质量流量计(CMF),依靠测量管路工作在谐振状态产生的科氏力效应实现流体流量的测量.实际的谐振式科里奥利质量流量计工作过程中,普遍存在传感器的外部和内部耦合振动现象,直接影响流量计的稳定性和测量精度.对传感器的外部耦合振动问题,通过增加测量管路直管段、增强传感器固定刚度等措施已得到较好解决;传感器内部耦合振动问题目前尚无完善的理论指导和技术解决方案.结合CMF传感器的工作机理,利用激光测振仪对存在内部耦合振动问题和无内部耦合振动问题的CMF对比测试,进一步证实了传感器内部耦合振动对测量精度的影响,揭示了内部耦合振动对测量管振动的影响相当于在测量管的主振动上叠加了一个附加分量,导致测量管上的2个拾振点产生附加的振动相位差,并且对于一个特定的传感器,该附加分量的量值基本固定,而科氏力对测量管振动的作用随被测流量的增加而增强,故随着被测流量的增加,耦合振动的影响相对减小,引起的流量测量误差随之减小.      

频率选择表面传输特性的温度循环效应

根据国家军用标准GJB 150-86对不同涂层材料和加工工艺的频率选择表面(FSS,Frequency Selective Surfaces)进行了温度循环的环境模拟试验,通过比较温度循环前后FSS的谐振频率、传输损耗、频带宽度和入射角稳定性等传输特性的差异,考察FSS在温度循环条件下的性能稳定性.结果表明,温度循环对不同材料和工艺的FSS的传输性能有较大影响,主要表现在FSS的传输损耗和频带宽度两方面.不同FSS在经过温度循环后,谐振频率下的传输损耗增大0.5~3倍,入射角越大增大的幅度越大;频带宽度增加50%~70%,不同的FSS增加的幅度不同.而对谐振频率和入射角稳定性的影响根据不同的FSS而不同,但对二者的影响都不明显.与简单振子FSS相比,组合振子FSS的传输性能受温度循环的影响较大.      

铝合金筒内孔的涡流式测量仪

介绍了一种用于铝合金筒内孔精密测量的非接触式测量仪。该仪器采用电涡流位移测量技术,应用两点法测量,使用柔性支承的测量支架,按照相同条件比较原则,实现了铝合金筒内孔直径的非接触、无划伤精密测量,并可对孔的形状误差进行测量。此方法亦适用于一切金属制孔、特别是硬度低于钢铁的金属制孔的精密测量。还介绍了用于提高仪器稳定性的漂移互补方法。     

Akasofu能量耦合函数的数值检验

从太阳风-磁层能量耦合的普遍表达式出发,用34天连续的太阳风观测资料对电磁耦合机制进行了数值检验.结果表明,只有当行星际磁场有南向分量的时候,电磁耦合机制才能近似表示太阳风-磁层能量耦合过程.此时,能量输入率可以表示成p=CB_T2/3V5/3n1/3sin4（θ/2）这个函数与Akasofu能量耦合函数ε=VB2l₀2sin4（θ/2）有一定差别,但与Murayama和Hakamada,Svalgaard,Holzer和Slavin等人的结果一致.本文对影响能量耦合函数计算的几个问题从原始资料、处理方法及物理机制上进行了讨论.      

带状注分布作用速调管多间隙谐振腔高频特性

带状注分布作用速调管(SBEIK)的典型特征是平面多间隙谐振腔及其分布式注波互作用系统.对应用于W波段微型化SBEIK的一种强耦合式五间隙分布作用谐振腔进行了研究,并结合传统的弱耦合式谐振腔与输出腔对其高频特性进行了深入分析,结果表明强耦合式腔体具备谐振模式隔离、各间隙高频场(RF)的耦合及其能量输出的良好技术优势.此外,对五间隙谐振腔周期结构引入的轴向简并模式竞争问题进行了研究,得到其工作模式与竞争模式之间的频率间隔在600MHz以上,完全可以满足SBEIK整体方案设计中100MHz带宽的要求.最后,利用三维粒子模拟(PIC)软件对优化后的强耦合式五间隙输出腔注波互作用性能进行了初步的模拟仿真,验证了其在相应工作模式上具备了高功率产生与输出的技术特征.本研究工作对毫米波和太赫兹频段高功率SBEIK的物理设计与工程研究具有重要的价值.      

用波纹提取法测量小驻波

本文介绍一种用纹波提取法测量小驻波的方法。这种方法能够在2～18GHz频率范围内测量具有小反射损耗的微波元器件的失配。反射损耗可以测到54dB,从而解决了现代射频系统失配的测试问题。     

应用LTCC工艺的基片集成波导开关矩阵

文章首次应用低温共烧陶瓷(Low-temperature Co-fired Ceramic,LTCC)工艺和基片集成波导(Substrate Integrated Waveguide,SIW)技术,实现了星载高频段开关矩阵。首先详细讨论了不同层间SIW 通道的连接过渡方式,并分析了通道间隔离度特性。在此基础之上,应用单刀双掷开关芯片作为通道选择器件,多层SIW 通道作为射频信号传输、连接和交叉通道,实现了基于LTCC技术的高隔离度、低插损的K 频段4x4开关矩阵,在20~21GHz频带内实测的通道插入损耗小于8dB,通道间隔离度大于38dB。从而解决LTCC高频开关矩阵设计受限于传统带状线特性而导致得到的开关矩阵插入损耗大、隔离度低的技术瓶颈。     

一种新型双层介质结构Butler矩阵研究

提出并实现一种基于双层微带结构的新型8×8 Butler矩阵。利用双层微波电路结构将器件分置于上下层以省略跨接器;采用两段近似λ_g/8阶梯耦合微带线Schiffman结构实现宽频带移相;采用三分支线定向耦合器作为宽带电桥。采用该方法设计并实现工作于C波段的8×8 Butler矩阵样品;实测结果表明,其可在(4.2~5.3)GHz范围内实现各端口回波损耗不大于10dB、端口隔离不小于17dB、功分比误差不超过±1.5dB、相位误差不大于±12°等指标,实测平均插入损耗约2.5dB。新型Butler矩阵较之采用跨接器的经典结构损耗小,更加适用于较大规模多波束成型网络。     

基于分形的宽带漏波天线研究

设计了一种新型的具有宽频带特性的微带平面漏波天线.该天线由基片集成波导喇叭、抛物面结构和一组30×10单元的微带贴片阵列组成.分析比较了普通贴片和分形结构贴片天线的带宽和辐射特性,发现具有分形结构单元的天线具有更宽的频带和更好的辐射特性.仿真结果表明,采用Minkowski准分形结构贴片单元的漏波天线在18～22GHz内回波损耗都大于10dB,带内增益可达17dB.实测结果表明,天线在18～22GHz内回波损耗大于10dB,在20GHz增益为14dB,适合于卫星应用.这为将其用作对地观测卫星数传天线提供了新的理论支撑.该新型微带平面漏波天线具有高增益、宽频带、小体积、轻质量和波束扫描等优势,可作为航天器天线的优选.      

扭转Alfvén波共振的数学描述

提出完备正交函数基(OFSE)展开方法,求解冕环中无耗散扭转Alfvn波。每个基函数对应冕环中每根磁力线的一个固有角频率ω_n,当冕环足点驱动频率等于磁力线的固有频率时,Alfvn波将在这根磁力线处发生共振。采用OFSE方法求解了双足点驱动时冕环Alfvn波的时变演化问题,给出了时变解析解的新形式,其中包含共振项,从共振项可以发现,在共振角频率为ω的共振磁力线附近,在时间t为π/ω的整数倍时,出现δ型间断;在t为π/(2ω)的奇数倍时,出现1/x间断。共振磁力线振幅随时间线性增加,增加的斜率正比于Alfvn波速,反比于冕环长度,与驱动频率无关。     

W波段对脊鳍线过渡的波导微带转换设计CSCD

本文研究了 W 波段对脊鳍线过渡的波导—微带转换技术,对余弦平方渐变和 Spline 曲线渐变两种形式的对脊鳍线过渡进行了分析和仿真,并设计制作了 Spline 曲线形式的波导-对脊鳍线-微带转换,结构为背靠背。在整个 W 波段,单个过渡结构插入损耗小于1.3dB,回波损耗小于-13dB,在（90～99）GHz 内,单个过渡结构插入损耗小于1.0dB,回波损耗小于-20dB,实现了很好的宽带过渡性能。     

测量接收机与矢网测量衰减方法研究

介绍测量接收机与矢量网络分析仪测量衰减的原理,并对不确定度来源进行了分析。分别对低反射系数下,不同衰减量进行不确定度评定,表明衰减量在（10～60）dB范围内,两种标准测量不确定度相当;另外,采用两种测量标准对较大输入反射系数模值、不同相位下的阻抗调配器级联20dB固定衰减器作为被测件进行测试,最大偏差达到±0.31dB,矢量网络分析仪的测量不确定度（0.18dB）,明显小于接收机测量不确定度（0.59dB）。     

测量接收机与矢网测量衰减方法研究

介绍测量接收机与矢量网络分析仪测量衰减的原理,并对不确定度来源进行了分析。分别对低反射系数下,不同衰减量进行不确定度评定,表明衰减量在(10～60) d B范围内,两种标准测量不确定度相当;另外,采用两种测量标准对较大输入反射系数模值、不同相位下的阻抗调配器级联20dB固定衰减器作为被测件进行测试,最大偏差达到±0. 31dB,矢量网络分析仪的测量不确定度(0. 18dB),明显小于接收机测量不确定度(0. 59dB)。     

半球谐振陀螺零偏温度漂移的自补偿

摘要： 针对半球谐振陀螺零偏受温度影响容易发生漂移的问题,提出一种基于陀螺自身谐振频率的自补偿方法.通过分析陀螺谐振频率与温度的关系特性说明陀螺谐振频率用作温度信息进行补偿的可行性,建立陀螺零偏的温度补偿模型及方案,采集陀螺驱动回路的谐振频率对零偏进行实时补偿.此方案中,陀螺谐振频率检测的分辨率为0.03 Hz,对应的温度分辨率为0.075 ℃,在-10 ℃～60 ℃温度范围内,陀螺的零偏漂移由补偿前的30（°）/h降低到2.8（°）/h.实验结果证明该方案的有效性.     

W波段多注交错双栅行波放大器的高频特性

提出了一种采用平面线性排列的3个圆形电子注代替平面带状电子注的W波段交错双栅行波放大器微型化慢波高频结构,并重点对其行波传输特性和输入输出耦合特性进行了仿真设计和参数优化.结果表明,这种平面微型化高频结构的行波传输色散特性良好且有很大的工作带宽,所产生的强轴向电场分布非常有利于电子注与高频场的能量交换和相互作用.在保证平面微型结构中圆形注通道直径和带状注通道高度相同的情况下,得到的耦合阻抗是带状注交错双栅慢波高频系统2~3倍,为行波放大器高效率的注波互作用和高功率输出提供了新的研究思路.为了与该交错双栅高频系统相匹配,提出了一种更为简单易行的输入与输出耦合结构,仅采用三周期渐变过渡段就可以实现反射系数S₁₁在较宽频带内低于-20dB的良好结果,更有利于行波放大器未来的工程实现与应用.