新型顶部加载单极天线

提出了一种新型顶部加U型负载的单极天线结构,给出了设计思想和结构模型,该天线采用同轴馈电,辐射轴向笔状波束且线极化特性良好的波,在理论分析的基础上具体对其进行了仿真,并依照仿真的尺寸结果,加工实物进行了实验研究。仿真结果表明:该天线实现了同轴馈电单极天线的轴向辐射,当工作频率在4.0 GHz时,天线轴向增益为8.33 dBi,轴向轴比为-69.64 dB,反射系数为0.034;在3.83~4.5 GHz的频率范围内反射系数小于0.1。实验结果表明:该天线在中心频率时测量增益为8.116 dBi,驻波比为1.098,并且在3.75~4.50 GHz的范围内驻波比都小于1.2,可以看出仿真结果与实验结果基本一致,互相进行了验证。     

3 mm圆锥喇叭聚焦天线的理论与仿真

介绍了基于传统光路法的聚焦透镜的设计方法。利用电磁仿真软件计算了透镜置于圆锥喇叭口的3 mm聚焦透镜天线的性能。根据圆锥喇叭最大方向系数及现有文献公式确定喇叭张角,仿真得到天线聚焦性能不够理想。然后仿真了张角12,20,30三种天线聚焦性能,其焦距随张角增大而增大,逐渐接近所设计焦距。从而验证了光路法需电磁波长相对喇叭口径足够小的结论。给出了喇叭张角12,20,30三种天线焦平面上电场分布。喇叭张角30天线焦斑小于2倍波长。     

60m×20m×10m大尺寸TEM天线传输特性

实验研究了长60m、宽20m、高10m的大尺寸TEM天线的传输特性,其脉冲源采用薄膜开关与天线一体化设计,输出电压幅值可达10kV,上升沿约1.2ns。实测了TEM天线内部的电场分布,研究了该大尺寸TEM天线中电场分布规律,给出了脉冲上升沿与传输距离的关系、脉冲幅值与传输距离的关系,总结了快沿双指数波在天线中传输的高频损耗特性,给出了实验空间的选择方法。研究结果表明:上升沿随传输距离呈线性增大趋势,两极板中间测点增大速度最快,传输50m距离,上升沿增大约1.2ns;电场幅值随传输距离呈指数减小趋势。     

数字物理实验

本提出数字物理实验的概念,给出了数字物理实验的构成。指出实验仿真是数字物理实验最重要的环节,提出了物理实验仿真的两种方法：间接法和直接法。数字物理实验是信息化技术与传统大学物理实验教学有机的结合,对发展大学物理教学形式和提高教学质量具有重要意义。     

基于Matlab Simulink的物理实验——简谐振动仿真研究

以简谐振动和阻尼振动仿真为例介绍了用Simulink对物理实验进行仿真建模的方法。给出了位移、速度等振动曲线;可对振动过程中的动能、势能以及机械能进行监测。体现出Simulink仿真物理实验的优越性。     

基于Simulink S-函数的物理实验动画设计

结合单摆振动仿真实例介绍了用Simulink对物理实验进行仿真建模以及利用Simulink S-函数创建动画的方法.给出了位移、角速度等振动曲线以及单摆摆动动画.体现出Simulink S-函数仿真物理实验的科学性和优越性.     

Proteus仿真软件在物理实验教学中的应用

计算机仿真实验是多媒体教学手段在实验教学中的应用,其中Proteus是一款优秀的设计仿真软件。根据Proteus软件的功能和特点,提出了在物理实验中引入Proteus进行实验教学的思路,结合物理实验,给出一些仿真实例。利用Proteus虚拟物理实验,可以克服诸多条件的限制,丰富实验教学手段,激发学生的实验兴趣,拓展思路,培养学生的创新能力。     

二级级联式室内可见光通信光学接收天线设计

针对室内可见光通信系统的传统光学接收天线无法同时满足高增益和大视场的问题, 设计了一种二级级联式光学天线. 通过分析信噪比、通信速率与接收天线视场角的关系, 发现视场角为40°–60°的光学天线最适用于室内可见光通信系统. 通过光学仿真软件TracePro的模拟及计算, 给出了所设计的二级级联式光学天线的增益随信号光入射角的变化关系. 结果表明, 相较于传统接收天线, 二级级联式光学天线具有更好的光学性能, 视场角为菲涅耳透镜单独接收时的4 倍. 利用Matlab对二级级联式光学天线竖直向上时的接收功率分布进行仿真, 结果显示探测器接收到的信号功率提升效果明显, 平均值较直接探测时增大了7 dBm, 进一步证实该二级级联式光学天线适用于室内可见光通信系统.     

基于Matlab GUI落球法测液体黏度的虚拟仿真设计

针对传统落球法测液体黏度实验的局限性,基于MATLAB GUI设计了虚拟仿真实验.该虚拟仿真实验直观给出小球在液体中的运动规律,提供了液体温度对黏度的影响、无限广延条件的实现、不同直径小球匀速下落的起点以及生活常见液体的黏度等实验探究模块.另外,该虚拟仿真实验还结合实体实验设计了实验预习、实验探究和实验考核等学习模块.在不同的实验模块均设置了可调节的参数,允许操作者根据需要进行相关规律的探究,并且该虚拟仿真实验能够自动分析实验结果、可视化生成实验变量关系图.     

近场宽带电场耦合天线的高频结构模拟器软件仿真及性能分析

近场宽带电场耦合天线是一种新型的短距离、高速无线通信天线,它是索尼公司力推的近距离高速无线通信技术——.Transferjet^TM的工作天线.使用高频结构模拟器软件,对一种典型的近场宽带电场耦合天线进行了参数化的结构设计;通过仿真模拟,分析短截线的线长和线宽,以及耦合电极的面积对天线中心频率和工作带宽的影响;分析了天线间的距离和夹角,以及耦合电极的面积,对天线传输损耗和性能的影响.设计了一个满足Transferjet^TM技术指标的小尺寸天线,给出了性能仿真结果.     

Numerical experiment for obtaining the field distribution of the NIS spectrometric magnet

Numerical modeling of the field distribution of the spectrometric magnet 1SP-40-4V with a gap of 0.68 m for the experiment NIS (Nucleon Intrinsic Strangeness) (building 205, LHE JINR) is carried out. Mathematical formulation of the direct magnetostatic problem is presented. Numerical procedures and algorithms of field calculation using two scalar potentials are described. Detailed results of the calculation of the setup magnet’s field are given. A comparison with available experimental data is presented. Obtained results are used for computer modeling of the setup and experiment and will be used for data processing after collection of physical data.     

Visualized measurement of the electric field in large aperture LiNbO3 crystal by digital holographic interferometry

The electric field distribution in Li Nb O3 crystal under different electrode shape is presented by using the digital holographic interferometry. Three configurations of phase modulator including the rectangular electrode type,single-triangle electrode type, and dual-triangle electrode type are performed in this experiment. The nonuniform electric field distribution in these phase modulators are observed and the electric field increases with voltage increasing. The digital holographic interferometry with high electro-optic effect improves the measurement precision. The digital holographic interferometry provides an effective way for studying the electric field distribution. Such in situ quantitative analysis of electric field distribution is a key to optimizing electrode shape.     

Positron scattering on helium,neon and argon above 4 eV

The authors have measured the transmission of a positron beam through helium, neon and argon gases from 4 eV up to the positronium formation thresholds. A variable longitudinal magnetic field affects the transmission and allows some degree of phase shift separation, analogously to the performance of an angular distribution experiment. The results for neon and argon are presented.     

Linear theory of an electron cyclotron maser operating at the fundamental

The linear theory of an electron cyclotron maser (ECM) operating at the fundamental is developed. A set of analytic expressions, valid for all TE cavity modes, is derived for the starting current and frequency detuning using the Vlasov-Maxwell equations in the weakly relativistic limit. These results are applicable for an arbitrary electron velocity distribution as well as any longitudinal distribution of the RF field. It is shown that the starting current can be expressed in a simple form which contains the Fourier trans-form of the longitudinal field distribution. Analytic results are presented for specific longitudinal field variations, including uniform, sinusoidal, and Gaussian. It is found that the starting characteristics of an ECM are strongly influenced by the axial dependence of the RF field, but weakly affected by the velocity spread of the electron beam. The problem of multimode oscillation is treated in the linear theory by using a Slater expansion of the cavity field. The complete formulation for mode competition based on this expansion is presented and preliminary results are derived. This comprehensive analysis of ECM linear theory should be useful as a diagnostic of ECM performance and should facilitate comparison between theory and experiment.Work supported by U.S.D.O.E. Contract DE-AC-02-80ER52059Supported by U.S. Department of EnergySupported by National Science Foundation     

HL-2A����������Դ��˿�¶ȷֲ��о�

介绍了HL-2A装置NBI系统的多极会切场桶式离子源灯丝电阻特性的实验结果,运用一维数值模型对灯丝稳态温度分布进行了数值计算.在不起弧时,计算了不同灯丝加热电流下的灯丝温度分布和对应的灯丝电阻.在起弧时,通过灯丝表面的等离子体鞘层近似,计算了灯丝电源输出电流为120A时不同弧流下的灯丝温度分布及灯丝电阻,给出了钨灯丝熔化对应的极限弧放电电流.最后,分析讨论了计算结果与实验测量结果的偏差.     

光通信实验设计

提出了一个适合理工科大学物理实验教学的光通信实验系统，介绍了该实验的工作原理，实验装置和调整步骤；该实验以简单的光学元器件组合，演示了现代光通信的基本工作过程。     

Mapping field density distribution in radiators by microwave noise

In his earlier paper on Active Microwave Radiometry, the author indicated that microwave noise can be used to map field density distribution inside radiators and in antenna systems, without the need for anechoic chambers.The presented paper gives details and results of such experiment. The method is described, details of equipment are given and results are presented with a concluding commentary.     

介质平面波导TE0模衍射场的光束参量

对于傍轴光束，提出了介质平面波导衍射场的近场模场半宽度、远场发散角半宽度和光束传输因子M^2等光束参量之间满足简单的关系式，三个光束参量均可直接由波导模式场分布精确计算，或由可实际精确测量的远场衍射频谱分布精确计算。M^2因子的计算公式可表述为以二阶矩和微分算子定义的近场模场半宽度的比值，或以二阶矩和微分算子定义的远场发散角半宽度的比值。最后推导出介质平面波导TE0模衍射场光束参量的解析函数和光束参量的范围。     

有界波电磁脉冲模拟器下短线缆效应的理论和实验研究

 研究了有界波电磁脉冲模拟器下短线缆效应的理论建模和实验方法。基于传输线模型计算了线缆在有界波电磁脉冲模拟器辐照下的电流响应。建立了有界波电磁脉冲模拟试验环境,其前沿时间小于5 ns,脉冲半高宽约200 ns。开展了短线缆的效应实验验证研究,短线缆负载端响应电流的测量和计算结果吻合得很好,表明应用改型有界波电磁脉冲模拟器开展短线缆效应实验在理论和实验上都是可行的。这种线缆实验方法具有效应实验空间电磁场分布规范均匀、参数指标可控、监测技术成熟等优点。     

回旋电子束横纵速度比测试技术

摘要:通过对回旋电子束形成的电位和电场分布,推导出电子束横纵速度比测量的计算式.提出将电子束作传输线内导体等效,采用陶瓷电容分压器来测量速度比的方法.介绍了该测量装置的设计和加工工艺,及陶瓷电容分压器的标定方法和结果分析,并介绍了初步的原理性实验结果.该测试方法装置简单,测试电子束横纵速度比时不会破坏电子束的特性,能够...