地表振动传感器质量对水平耦合谐频的影响*

使用振声法探测埋地物体时,表层土壤松软导致地表振动传感器在耦合环节发生谐振, 造成谐频附近的信号失真,限制了所采信号的可用频段。针对传感器在水平方向的耦合谐振问题,该文研究了传感器质量对谐振频率的影响。仿真对比了传感器质量为2~250 g情况下信号采集系统的频响特征,并在季节性的冻土地表开展了对比实验与横波波速测量实验。仿真与实验结果表明：250 g传感器所对应的耦合谐频不超过800 Hz;2 g传感器的耦合谐频可超过1200 Hz;传感器质量越轻,耦合谐振频率越高,所采信号的可用频段越宽。     

高次谐波体声波谐振器谐振频率分布研究

基于由谐振频率分布提取压电薄膜参数的方法,研究影响高次谐波体声波谐振器(HBAR)谐振频率分布的因素。对多种HBAR进行模拟计算,模拟结果显示,变化基片对薄膜的声阻抗比值会引起并联谐振频率间隔的分布和有效机电耦合系数的分布改变;当薄膜的基模在高频时,改变电极对薄膜的声阻抗比值和电极厚度会引起谐振频率分布改变。这些结果表明,通过调整影响谐振频率分布的因素能使谐振频率变化,进而得到在特定的频率上产生谐振。     

左手介质对谐振腔谐振频率的影响

在谐振腔设计过程中, 谐振腔的品质因数以及谐振频率都是需要考虑的关键因素. 传统的方法是通过减小谐振腔的尺寸或者利用高次模来提高谐振腔的谐振频率, 但是由于两种方法都有其局限性, 导致设计结果并不理想. 通过理论计算与模拟仿真相结合的方法, 对影响谐振腔谐振频率的因素进行分析, 得出了填充介质的材料属性与谐振腔谐振频率的关系. 理论计算显示: 当用“左手介质”作为谐振腔的填充物质时, 可以在不改变谐振腔尺寸的基础上提高谐振频率. 高频结构仿真器(high frequency structure simulator)的仿真数据也证明了以上结果, 从而得出谐振腔的谐振频率可以不受谐振腔尺寸的限制. 相较于传统理论而言, 研究结论有进一步的发展, 为探索和设计新颖的谐振腔提供了理论依据.     

串联RLC谐振电路特性研究实验方案改进

RLC谐振电路实验中,电路中电流随信号频率改变及信号源存在输出阻抗,导致信号源输出电压随信号频率改变,对谐振曲线的通频带宽度及品质因数的测量结果产生影响。本文通过改进实验测量方法,同时测量RLC电路端压和电阻R两端电压,并根据欧姆定律,提出了修正RLC谐振电路实验中端压改变的理论公式,可以推算出谐振电路端电压为任意恒定值时的电流,解决了信号源输出改变对测量结果的影响,免去了实验中对信号源输出电压进行反复调整的步骤。验证实验结果表明修正公式及方法是正确的。     

二阶Y环频率选择表面的设计研究

利用分形结构的自相似性将分形理论应用于频率选择表面(FSS)领域即可使在单屏FSS上具有多频段带通滤波的特性,结合Floquet周期边界条件,采用矩量法研究了二阶Y环分形FSS在不同入射角度下迭代比例因子F及单元排布方式对频率响应特性的影响规律,给出谐振频率的经验估算值.计算及实验结果表明,FSS的谐振频率主要由迭代比例因子及起始单元尺寸决定,而透过率及-3 dB带宽则对排布方式的改变较敏感.实验结果与理论分析一致.     

基于ZnO压电薄膜的弯曲振动硅微压电超声换能器的研究

对所研制的硅微压电超声换能器（PMUT）的振动特性进行了研究分析。对硅微压电超声换能的振动膜薄板的厚度相对于薄板的尺度（边长）而言较薄的情况,理论分析与实验结果均表明残余应力对换能器的谐振频率影响较大:不考虑残余应力的理论分析得出的换能器谐振频率与器件的实验测量的结果相差较大,而考虑残余应力的分析给出的谐振频率结果与实验结果是符合的。本文还对所制作的硅微压电超声换能器的谐振频率及导纳进行测量,并给出其等效电路参数。其中振动膜边长为1mm的换能器的谐振频率为71.25 kHz。最后对其进行了简单接收发射实验,测得谐振频率处的接收灵敏度为-201.6 dB（ref 1 V/μPa）,发射电压响应约为137 dB（ref 1 μPa·m/V）。      

大学普通力学实验中驱动频率对声速测量结果的影响

通过选择不同的驱动频率(包括最强、次强谐振频率,非谐振频率),同时利用驻波法和相位法研究大学普通力学实验中驱动频率对超声波声速测量结果的影响,这一结果在提高实验教师对超声波声速测量过程的理解、把控学生实验数据、解惑学生问题等方面具有一定的意义.     

RLC串联谐振电路实验方法改进探究

针对传统实验方法存在操作繁琐、谐振点附近电压变化缓慢等问题,提出了改进实验测量的方法,通过测量电容电感两端合电压与信号源输出电压的比值随频率变化曲线来测定谐振频率。与传统实验方法对比表明,该实验方法不仅能达到与传统实验方法相同的实验结果,而且能改进实验操作,并加深学生从不同角度对电路谐振特性的理解。为RLC串联电路谐振频率的测量提供了新的思路和切实可行的实验方案。     

谐振腔形式爆震管的冷态特性研究

为研究谐振腔形式爆震管的冷态特性,基于模块化设计的谐振腔,开展了相关实验。采用模块化设计,可方便地实现谐振腔长度、供给位置和供给方向的调整。结果表明,供给频率改变时,谐振腔内的压力振荡亦随之变化,压力振幅在谐振频率附近达到最大。改变供给位置和进气方向不会对谐振频率造成实质性影响,但会使其轻微浮动;谐振频率随谐振腔长度线性变化。冷态实验为预估热态谐振频率奠定了基础,并为热声耦合的实现指明了方向。     

磁绝缘线振荡器谐振腔的高频特性研究

 利用数值方法计算了磁绝缘线振荡器(MILO)主慢波结构谐振腔和扼流腔的谐振频率和场分布。结果表明：当主慢波结构腔内半径为4.6 cm,扼流腔内半径为4.2 cm,阴极半径为3 cm时,MILO工作在3.6~4.4 GHz频率范围,扼流片可以阻止微波功率向脉冲功率源泄漏,这有利于提高器件微波输出的功率;4.5~4.9GHz频段为慢波结构的阻带,微波在该频段截止。计算了C波段MILO开放腔的谐振频率,当模式分别为3π/8,π/2,5π/8,3π/4时,其谐振频率分别为3.18,3.76,4.00,4.11 GHz;并通过实验测出了开放腔的谐振频率,其相应的值分别为3.80,3.94,4.08.4.18 GHz, Q分别为194,143,231,468。数值计算的谐振频率与实验测出的频率基本一致。     

具有涨落质量的线性谐振子的共振行为

Brown运动中,环境分子的吸附能力使Brown粒子的质量存在涨落. 本文将这一质量涨落建模为对称双态噪声, 以考察其对系统共振行为的影响. 首先,利用Shapiro-Loginov公式和Laplace变换推导系统稳态响应振幅的解析表达式, 并根据相应数值结果, 研究系统的共振行为; 然后, 通过仿真实验对理论与实际的符合情况进行对比分析, 验证理论结果的可靠性及其对实际应用的指导意义. 理论结果和仿真实验均表明: 1) 系统稳态响应为频率与外部驱动相同的简谐振动; 2) 稳态响应振幅随外部驱动频率、振子质量、噪声强度及相关率的变化分别相应出现真实共振、参数诱导共振、随机共振现象; 3) 质量涨落噪声导致系统共振形式出现多样化现象, 包括单峰共振、单峰单谷共振、双峰共振等. 关键词： 质量涨落噪声 随机共振 双峰共振     

电子自旋共振实验g因子的准确测量方法

详细分析了用可调反射式谐振腔做电子自旋共振(ESR)实验测量g因子时应注意的2个问题:一是选择正确的共振波形测量共振时的微波频率;二是选择适当的测量方法测量共振磁场以消除扫描磁场和地磁场的影响.具体讨论了微波频率对电子自旋共振信号波形的影响,从理论上解释了共振信号的变化所反映的物理过程,给出了精确测量顺磁物质g因子的具体实验方法.     

Predicting optimal drive sweep rates for autoresonance in Duffing-type oscillators: A beat method using Teager-Kaiser instantaneous frequency

Sustained resonance in a linear oscillator is achievable with a drive whose constant frequency matches the resonant frequency of the oscillator. But in oscillators with nonlinear restoring forces such as the pendulum, Duffing and Duffing-Van der Pol oscillator, the resonant frequency changes as the amplitude changes, so a constant frequency drive results in a beat oscillation instead of sustained resonance. Duffing-type nonlinear oscillators can be driven into sustained resonance, called autoresonance, when the drive frequency is swept in time to match the changing resonant frequency of the oscillator. We find that near-optimal drive linear sweep rates for autoresonance can be estimated from the beat oscillation resulting from constant frequency excitation. Specifically, a least squares estimate of the Teager-Kaiser instantaneous frequency versus time for the beat response to a stationary drive provides a near-optimal estimate of the nonstationary drive linear sweep rate needed to sustain resonance in the pendulum, Duffing and Duffing-Van der Pol oscillators. We confirm these predictions with model-based numerical simulations. An advantage of the beat method of estimating optimal drive sweep rates for maximal autoresonant response is that no model is required so experimentally generated beat oscillation data can be used for systems where no model is available.     

用共鸣管测量声速实验的创新

分析了传统的用共鸣管测量声速实验中存在的问题，提出了两种减小误差的新改进方法，实验中用信号发生器来调节共鸣频率，用毫伏表检测共鸣点，从而较容易地提高了测量精度。     

基于虚拟仪器的杨氏模量实验中共振频率的测量

在共振法测量杨氏模量实验中,为了获得更精确的共振频率,使用基于声卡的虚拟信号发生器代替FB209动态杨氏模量测试仪,用虚拟示波器代替普通示波器,提高了测量信号的精度,帮助学生更好地理解和掌握实验.     

金属亚波长狭缝中凹槽对其透过特性的影响

利用时域有限差分方法,研究了单个二维金属亚波长狭缝中空气凹槽的结构、位置等参数变化对其透过特性的影响. 整个缝槽结构可以类比为LC振荡环路,凹槽结构变化时,不同程度地改变振荡电路的电感和电容,从而使共振透射峰出现移动. 凹槽位置变化时,电路的驱动源改变,从而改变缝槽结构中的电磁场分布,使得共振透射峰出现分裂. 利用LC共振原理分析了凹槽各个参数变化时共振透射峰的变化情况. 关键词： 表面等离子体 透射率 LC振荡')" href="#">LC振荡     

涂层厚度与粘接质量的电磁声谐振无损检测

为了解决电磁超声(EMAT)涂层质量检测中接收信号信噪比较低的问题,将电磁声谐振技术(EMAR)应用于涂层质量检测,有效提高了超声接收信号的信噪比.在EMAR仿真中,通过变步长离散仿真得出了谐振与非谐振状态下的时域波形和频谱图,验证了利用电磁声谐振进行涂层质量检测的可行性.以电磁超声谐振驻波作为检测信号,实验中谐振信号...     

“Inversionless” stimulated emission of radiation by nonequilibrium ensembles of classical oscillators

We find classical analogs of quantum systems capable of stimulated emission of radiation in the absence of inversion. We show that cyclotron parametric instability in low-frequency modulation of the distribution function of resonant particles can amplify a bichromatic high-frequency field when amplification of each spectral component separately is impossible. We point to similar modes for a Cherenkov resonance and a model system with lumped parameters. Finally, we suggest using this effect for converting microwave radiation to a higher frequency. Zh. éksp. Teor. Fiz. 112, 1176–1196 (October 1997)     

双谐振拓扑高压脉冲电容器充电电源

脉冲电容的充电电源是脉冲功率技术中的关键设备,为研究更高精度的高压脉冲电容充电电源,基于一种较为新颖的双谐振拓扑结构,通过推导传递函数,分析了其电压和电流传输特性。根据双谐振电路存在两个谐振点的特性,提出基于双谐振变换器的充电电源充电方式,即充电阶段采用串联谐振工作模式,到高压保持阶段通过频率调制降低开关频率至接近第二谐振点,实现对脉冲电容自放电压降的动态补偿,从而保证高压充电电源充电精度的同时,极大地提高脉冲电容的高压稳定度。为验证所提出方式的可行性,基于Matlab/simulink搭建仿真模型,分别对串联谐振全桥变换器和双谐振全桥变换器两种拓扑结构进行仿真,实验结果验证了所提出双谐振拓扑的频率调制方式的可行性。     

Direct dither control without external feedback for ring laser gyro

To avoid the lock-in effect, a body dither is introduced for the ring laser gyro (RLG). A dither feedback signal is necessary to control the dither drive signal. In the current dither control method, a piezoelectric or electromagnetic transducer is often used to obtain the dither feedback. The read-out signal of the RLG contains all dither-related information; hence, dither feedback can be obtained from the read-out signal, and external feedback can be reduced. A novel dither controlling method without external feedback is introduced in the present paper. How to control the dither amplitude and track the resonant frequency of the dither motor is described in detail. A comparative experiment is conducted between the old dither control method and the new one. Results show that the output of RLG using the new method has the same accuracy as that using the old method, aside from having more compact circuit dimensions.