建筑物对微波脉冲响应仿真与实验

 建立了微波脉冲在建筑物内传播、反射及透射过程的3维仿真模型,提取了空间电场时域最大值进行统计分析。分析表明：不同入射角窄带调制方波脉冲激励下,场增强区域大小与微波通过窗户和门能直接照射到的区域大小呈正比,窗户的大小对建筑物内空间场强增强区域的大小有显著影响;同时在微波脉冲的传播方向上,窗沿后的区域场强幅值明显减小;脉冲宽度对建筑物内空间场强增强区域的大小及空间场强最大值影响很小;无上升下降沿的窄带调制方波脉冲激励下,空间电场叠加增强效应更强。测量了微波脉冲辐照下,建筑物内空间功率密度分布,验证了仿真结果。     

刻槽结构高功率微波输出窗次级电子倍增效应

从理论上分析了周期性矩形刻槽对喇叭天线输出窗真空侧次级电子倍增的影响。采用动力学方法分析得到电子沿介质窗表面运动的渡越时间和碰撞能量,验证得到一定尺寸的矩形刻槽介质窗可以有效抑制次级电子倍增效应。在此情况下,对比了刻槽和不刻槽两种输出窗的辐射特性,发现周期2 mm、宽度1 mm、深度1 mm的矩形刻槽对介质窗辐射特性的影响可以忽略。     

X波段高功率微波选模定向耦合器

高功率、长脉冲是高功率微波技术发展的趋势,提高微波器件的功率容量成为一项重要的任务,使用过模器件可以有效提高微波源的功率容量,然而却会带来微波源中同时存在多种模式的问题。为了识别一个X波段长脉冲过模高功率微波源的输出主模TM01模式,设计了一种在线选模定向耦合器,进行了理论分析和模拟优化设计。当频率范围为9.2~9.6 GHz时,模拟结果显示该选模耦合器对TM01模的耦合度为-54 dB,在400 MHz带宽内定向性大于35 dB,对TM02模的抑制度大于15 dB,功率容量可达到3 GW以上。     

基于过模波导的高功率微波准相干功率合成器

研究了一种用于功率合成的GW级高功率微波功率合成器。该合成器工作在X波段,输入微波由2路工作频率不同的X波段的微波源产生。为了满足输出功率和功率容量的要求,用于功率合成的微波源工作段波导的过模因子为12.7,这给功率合成器的设计带来了一定的困难。着重讨论了如何利用过模波导设计X波段高功率合成器,研究了如何抑制过模波导的高次模式并提高其功率容量和传输效率。设计的功率合成器单路传输效率达到99.0%以上,允许的最大输出功率达到5.6 GW以上,还可以按照需求适当增大高度,以进一步提高其功率容量而不影响传输效率。     

基于CIC的数字正交锁相放大器的甲烷检测实验研究

针对甲烷在大气中背景气体成分复杂、检测难度大、稳定性差等问题,本文基于可调谐二极管激光吸收光谱技术和波长调制光谱技术,将积分梳状滤波器与有限脉冲响应滤波器相结合应用于数字正交锁相放大器,开展大气中甲烷气体的痕量检测实验研究。实验表明,与传统的数字正交锁相放大器相比较,改进的数字正交锁相放大器提取的二次谐波信号的信噪比从38.61 dB提高到44.95 dB;将非线性迭代最小二乘法-极限学习机算法模型应用于甲烷气体浓度反演,与经典的最小二乘法相比较,其均方根误差减小了0.907;通过16组浓度步进实验测试,该系统的实际检测下限为1 ppm;在压力为600 mbar,温度为25℃,甲烷浓度为50 ppm进行3 h的长期稳定性测试,检测的甲烷浓度变化范围为49.6~50.3 ppm,其标准差为0.0921 ppm。当积分时间达到56 s时,该系统的理论检测极限为25.6 ppb。积分梳状滤波器和非线性迭代最小二乘法-极限学习机算法模型在红外气体检测方面具有较高的优越性和实用前景。     

催化加氢不同预处理玉米秸秆制取多元醇的研究

以玉米秸秆为研究对象,采用5%硫酸和5%氢氧化钠对其进行预处理,通过对解聚前后玉米秸秆官能团表征和成分分析,发现酸、碱处理后秸秆中大部分半纤维素和木质素被脱除,其中先碱后酸、先酸后碱处理后秸秆的木质素含量由28.04%分别下降至11.54%和12.14%,而纤维素相对含量由42.02%分别增加到75.12%和77.68%。通过浸渍法制备的非贵金属5%Ni-15%W/MCM-41催化剂用于催化转化预处理秸秆制取多元醇,结果表明:与未经处理的玉米秸秆多元醇得率21.00%相比,先碱后酸、先酸后碱处理的玉米秸秆催化转化多元醇得率分别达到60.72%和61.40%。α-葡萄糖和β-葡萄糖的加氢结果显示乙二醇(EG)和1,2-丙二醇(1,2-PG)得率均相近,说明葡萄糖的旋光构型对催化加氢没有影响。与C6糖加氢产物分布比较,C5糖的产物中除了有EG和1,2-PG,同时还有丙三醇的生成,提出了糖加氢制取多元醇的可能机理。     

简化正交归一约束的自适应噪声子空间估计算法

为避免MUSIC算法的特征分解过程,提出一种噪声子空间的自适应估计算法,能够估计整个噪声子空间.该算法基于正交归一化约束的最小均方(LMS)算法,但对正交归一约束过程进行了简化,较之显式正交归一化约束的LMS算法,简化了运算过程,适合实时计算与工程实现.噪声子空间估计以迭代的方式进行,适合应用于运动信号源的跟踪.仿真结果显示算法具有很好的空间谱估计性能和DOA跟踪性能.     

T形高功率微波功率合成器的初步实验研究

 初步实验研究一种新型插片式功率合成器,它具有结构紧凑、容易加工、功率容量高等优点。该器件通过在两个相互垂直的过模矩形波导中放置两组金属插板,来实现线极化高功率微波的双路非相干通道功率合成。在对该器件进行初步结构优化设计的基础上,对器件进行了初步实验研究。冷测实验结果表明：该器件在两个通道中均有效实现了单模传输,器件的反射损耗小于0.4 dB;热测实验结果表明：器件可以承受2 GW以上的高功率,功率容量满足需求。     

S波段高功率微波波导输出多工器研究

 在数值分析的基础上，采用加宽的波导结构设计了一种S波段三路高功率微波输出多工器，通带范围分别为2.65~2.75，2.80~2.90和2.95~3.05 GHz。该多工器每路的传输损耗在0.1 dB以下，反射损耗在15 dB以上，各路之间的隔离度在30 dB以上，能量效率在95%以上。利用电磁场全波分析软件，验证了宽边加宽的波导输出多工器功率容量达到GW量级。     

一种高功率微波空间滤波器的设计与初步实验研究

研究了一种新型高功率微波空间滤波器(双工器),该空间滤波器通过放置在天线近场的周期性金属圆柱阵列实现线极化波的反射和透射.通过对比研究低功率条件下放置该双工器前后的辐射方向图,发现该双工器对S波段微波的反射效率达到96%,对X波段微波的透射效率达到97%,隔离度分别达到25dB以上,交叉耦合度在-25dB以下.在S/X波段各自注入1.5GW的高功率微波,脉冲宽度为100ns的条件下,放置双工器后没有发现明显的微波脉冲缩短现象.