“春芽”

作品简介：这是一张放大12 000倍的扫描电子显微镜照片,由JEOL-6500F型电镜拍摄。图像是热蒸发SiO粉末生长的二氧化硅纳米线。其中春芽的茎是二氧化硅纳米线，芽的顶部是含催化剂铁的SiOx小球。     

基于EEMD和HOC的超宽带雷达生命探测算法研究北大核心CSCD

针对超宽带生命探测雷达回波信号属于非线性、非平稳等特点,提出了一种基于EEMD和HOC的超宽带雷达生命探测算法。通过对雷达回波信号进行EEMD分解,将信号自适应分解为若干个本征模态函数(IMF),然后计算各个IMF分量在呼吸和心跳频带内的能量百分比重构呼吸和心跳信号,最后对重构的呼吸和心跳信号的四阶累积量进行FFT变换,获得呼吸和心跳的频率。实验结果表明,文中提出的算法比EEMD重构后直接进行FFT变换具有更高的信噪比和频率估计精度,可有效应用于生命探测雷达人体信号检测中,具有广阔的研究价值和应用前景。     

一种贴片天线阵列的测量北大核心CSCD

阵列接收机是将其前端阵列天线放置于射电望远镜焦平面处,结合后级波束合成网络以形成多个连续波束,用以同时观测一片连续天区、实现更大视场覆盖的接收机技术。本文理论设计了工作在1.25 GHz的十六阵元矩形排布贴片天线阵列,并在该贴片天线阵列样机的基础上进行了实验室测试。在等幅激励、30°设计扫描角度配相下,实测的阵列主波束增益为14.03dBi、扫描角度约为35°。测量结果显示该贴片天线阵列满足设计指标,相关工作对阵列天线的模拟波束合成及扫描性能验证也具备较好的指导意义。     

双色低温红外光学系统设计EI北大核心CSCD

针对当前空间环境单一、红外波段探测目标虚警率高、灵敏度低等难题,提出了一种基于低温冷光学技术的双色红外光学系统设计方法。光学系统前置光路采用共口径式结构,通过分光平板进行谱段分光,然后采用中继镜组二次成像的方式实现冷阑匹配,保证系统的轻小型化。另外,为了提升长波系统的探测灵敏度,对其进行了低温冷光学设计,减小系统自身辐射对探测性能的影响。系统的工作波长为3.7~4.8μm和7.9~9.3μm,F数为1.2,光学结构三维总尺寸为260 mm×150 mm×80 mm,中波系统畸变小于2.8%,约有82%的能量集中在探测器的一个像元内,长波系统畸变小于0.33%,约有70%的能量集中在探测器的一个像元内。该系统可对空间弱目标进行远距离探测,具有虚警率低、灵敏度高、结构紧凑等优点。     

一种用于激光雷达的微振镜设计北大核心CSCD

为了满足激光雷达系统高线数和远距离探测的技术要求,提出了一种用于车载激光雷达系统的电磁式激光微振镜扫描机构,反射镜直径为12 mm,微振镜采用TC4钛合金材料,提出了“工形”的机械结构方案,利用Nastran软件力学仿真分析,并搭建试验平台测试了微振镜的偏转角度和谐振频率等性能。实验结果表明:激光微振镜的一阶谐振频率为298 Hz,最大偏转角度为8.12°,满足技术要求,相比于传统MEMS振镜,在保证高扫描频率的同时,提高了通光口径,对激光雷达的进一步产业化发展有重要意义。     

钾钨青铜材料中的W空位有序北大核心CSCD

本实验利用简单的加热方法合成具有通道结构六角钨青铜K_xWO_3,同时对其中存在的超结构进行原子尺度的扫描透射电子显微术分析。实验结果表明,六角钨青铜K_xWO_3中存在的超结构归因于单原子层内存在的W空位有序现象。同时发现,在电子束辐照的作用下,原子层内存在的W空位有序现象消失。该实验结果深化了对六角钨青铜K_xWO_3中存在的超结构的认识,从而为设计优异性能的钨青铜材料提供借鉴。     

太阳光谱辐照度仪波长扫描设计北大核心CSCD

针对当前气候变化对太阳光谱辐射的观测需求,为精确监测太阳光谱辐照度,研制了波长扫描型太阳光谱辐照度仪。该太阳光谱辐照度仪主要由光谱测量单元和波长扫描单元组成,其中波长扫描单元作为色散光谱的精密定位机构,是保障仪器测量精度的关键。为此,设计了基于小型交流伺服电机的波长精密扫描定位装置,采用定时器主从方式控制电机旋转,并利用STM32驱动线阵CCD工作,结合CCD检测的光斑质心位置与预设位置的偏差进行闭环控制,闭环控制精度小于2个像元宽度。最后,对线阵CCD的质心位置检测的重复性以及扫描定位装置的稳定性进行测试,测试结果表明CCD质心位置检测的标准差为0.0693,最大偏差不超过0.3像元宽度,系统运行时闭环精度小于2个像元宽度,满足波长扫描的重复性和稳定性要求。     

红外探测器高精度低温钎焊引线环设计北大核心CSCD

针对制冷型红外探测器引线环高精度定位的需求,本文设计了一种低温钎焊引线环,研究了引线环的制备工艺。选取具有高强度、低熔点的金锡钎料,在350℃以下焊接引线环的金属件与陶瓷件。通过研究钎焊温度和保温时间对焊缝质量与漏率的影响,成功制备了具有高气密性的高精度引线环。     

S波段宽边耦合线耦合器的设计北大核心CSCD

提出了一种基于LTCC技术的S波段宽边耦合线耦合器的实现方法。该耦合器由带状线平行放置而成,从而实现更强的耦合度,并实现了耦合器的小型化。通过ADS电路仿真以及HFSS软件三维建模设计,耦合器的加工测试结果与电磁仿真结果相匹配,耦合器的中心频率为3.1GHz,带宽为900 MHz,直通端与耦合端插入损耗均优于3.25dB,隔离端衰减优于26dB,直通端与耦合端的相位差为±90°,尺寸仅为5.4mm×4mm×2.2mm。     

真空低温高灵敏度中红外辐射计EI北大核心CSCD

为精确地评估真空低温状态下大面积黑体辐射源的均匀性,设计了高灵敏度中波红外辐射计。给出了辐射校准的物理模型,详细分析了目标温度200 K和213 K的信噪比,得到真空低温下200 K和213 K目标信噪比分别为460倍和1 492倍。设计了高信噪比测量200 K目标的总体方案,研制了高灵敏度真空低温环境下使用的中红外辐射计。采用透射式光学系统及温度系数匹配稳定的高刚性光机支撑结构,满足真空低温的环境条件。采用外置黑体标定中红外辐射计的温度/辐射响应度,创新性采用调制器兼顾内置定标辐射源,采用四级TE制冷中红外探测单元,配合高性能探测单元及80倍动态范围的同步积分锁相放大器,获取大占空比的高质量方波信号用于辐射计算。实验结果表明:在温度77 K、真空度1×10-5Pa真空低温环境下,测试213 K目标黑体辐射源,1 h内的信号不稳定度为0.24%;噪声等效温差(NETD)值为0.034 K;测量精度优于2%。中红外辐射计满足真空低温环境下高精度测试微弱目标的要求。     

相频扫描阵列通道幅相测试方法研究北大核心CSCD

相频扫描阵列具有频扫低成本和相扫控制灵活等优点,被广泛用于军事和民事。该类阵列的增益、相位扫描面波束副瓣等受通道的幅度相位一致性影响较大,需要经过校准补偿以获得高性能波束。准确高效的通道幅相测试方法是进行校准的前提和基础。文中首先分析了组成相频扫描阵列的波导缝隙天线近场区域的辐射特性,得出在柱面波区域进行取样的可行性。在此基础上提出了扫描架逐行移动取样以及中场取样两类共五种测试方法,并给出了程差的幅相补偿方法。计算了各测试方法所引入的系统误差,分析了它们各自的适用场合。最后对比其中两种测试方法在某相频扫描阵列样机中的幅相测试结果,并给出了补偿校准后的波束测试结果,验证了文中所提出测试方法的准确性和有效性。     

Ka波段LTCC曲折带状延迟线组件北大核心CSCD

提出了一款工作在Ka波段的6位开关延迟线组件,基于低温共烧陶瓷(LTCC)工艺,采用曲折带状线结构设计,实现了组件的小型化,同时显著减小了延迟线组件的色散。组件尺寸为84mm×47mm×15mm,可产生最大63λ的延迟量。测试结果表明,该6位延迟线组件在34.1~34.3GHz的工作频带内,输入输出驻波小于2,相位线性度小于20°,插入损耗小于36dB,带内损耗波动小于3dB。     

层扫描式管材激光渐近弯曲矫形工艺北大核心CSCD

采用层扫描的方式,实现了管材的激光渐近弯曲矫形。基于Perona-Malik边缘提取算法和RANSAC直线特征提取算法,实现了激光渐近弯曲矫形过程的实时在线测量,分析了工艺参数对管材弯曲角度的影响。结果表明,弯曲角度随时间的增加呈近似线性增加;位置形状参数对弯曲角度的增大速率影响不大,而轴向进给次数与单层弯曲角度的变化量成正比;轴向进给步距可以改变弯曲段的曲率;激光平均功率越高,弯曲角度的增大速率越快。     

红外搜索系统步进扫描模式下搜索能力研究北大核心CSCD

步进扫描是红外搜索系统实现大俯仰空间搜索的一种方式,用于探测较大高度范围内来袭目标。由于步进过程中俯仰基线需要不断调整,致使俯仰搜索范围与目标高度的重合存在一定偶然性,其搜索能力很难通过外场试验的方式进行评估。针对采用步进扫描方式的红外搜索系统,分析了目标与搜索系统瞬时视场相遇的规律,以目标与固定基线下红外搜索系统瞬时视场的相遇概率模型为基础,进一步给出了红外搜索系统步进扫描模式下的相遇概率模型,以某红外搜索系统为例,利用该模型对比了两种步进扫描模式的搜索效果,分析了步进扫描模式下不同搜索空域范围对作用距离及相应相遇概率的影响,为评估该类型红外搜索系统的搜索能力和最大程度发挥其能力提供了可以参考的方法。     

低温无铅钎料合金系研究进展北大核心CSCD

随着消费类电子产品向着低功耗、多功能化、高集成度、微型化、绿色制造的方向发展,其对电子制造封装技术与工艺提出了新的要求,以应对消费类电子产品可靠性所面临的严峻挑战。首先,电子封装制造过程中表面贴装工艺(SMT)通常使用的传统Sn-Ag-Cu钎料合金回流工艺温度(240~260℃)较高,不可避免地会带来较大的热损伤、热能耗以及散热困难等问题;其次,随着器件厚度降低,要求所使用的芯片、PCB等基板更薄,这样由热膨胀系数不匹配产生的应力所引起的翘曲现象将更加显著,且在封装过程中各种焊接缺陷更易出现;此外,不耐热元器件、温度敏感器件的焊接需求逐渐增长,传统的中高温组装工艺已无法满足新型电子封装技术的需求。在SMT过程中通过使用低温无铅钎料降低工艺温度是有效解决消费类电子产品的可靠性问题的方式之一。本文对国内外低温无铅钎料合金的发展进行了总结,详细介绍了Sn-Zn基、In基、Sn-Bi基三类不同低温无铅钎料合金的发展及研究现状,阐明了三类钎料合金在不同领域应用的优缺点,分析了未来低温组装的研发方向和实现途径。     

硅衬底上锗外延层的生长北大核心CSCD

利用超高真空化学气相沉积系统,基于低温Ge缓冲层技术,研究了Si衬底上高质量Ge外延层的生长。结果表明,低温Ge缓冲层的表面起伏较大,降低生长温度并不能抑制三维岛状生长。然而,低温Ge缓冲层的压应变几乎被完全弛豫,应变弛豫度达到90%以上。在90 nm低温Ge缓冲层上生长的210 nm高温Ge外延层,表面粗糙度仅为1.2 nm。Ge外延层X射线双晶衍射峰的峰形对称,峰值半高宽约为460 arcsec,无明显的Si-Ge互扩散。湿法化学腐蚀部份Ge外延层,测量位错密度约为5×10~5cm^(-2)。     

准光技术在太赫兹技术中的应用北大核心CSCD

太赫兹技术是近些年电磁领域的一个重要研究热点,有大量研究文献。本文首先阐述了当把各个太赫兹组件集成以构建太赫兹系统时需解决的一个重要问题,太赫兹信号的传输与组件连接。接着介绍准光技术的特点,说明准光技术在构建太赫兹系统时的应用,给出了包括成像系统在内的一些系统构建例子,同时给出用准光技术实现功率合成与波束扫描太赫兹天线的例子。     

GaN高频开关电力电子学的新进展(续)北大核心CSCD

4功率集成为了更好地发挥Ga N功率HEMT的潜在优势,推向电力电子应用的实用化,需要从器件级到变换器级,再到系统级的角度来重新审视和构建电力电子的变换器以更好地适应和充分利用新的Ga N功率HEMT。Ga N开关的电磁体积和系统中的互联、无源元件和冷却结构的电磁体积相比,可以忽略不计。为提高Ga N功率开关的电流,减少导通电阻,     

一种复合左右手结构的高扫描率微带漏波天线北大核心CSCD

提出了一种新型复合左右手结构微带漏波天线,利用超材料的左手特性消除开路阻带效应、曲折线单元在纵轴上的垂直偏移提高天线增益以及调节群时延法提高天线的扫描率。采用全波分析法分析了天线的阻抗带宽和辐射特性,实测结果表明在9.7~11.45 GHz工作频段内,天线的回波损耗小于-10 dB,当频率从9.7 GHz变化到11.1 GHz时,主波束可以从-50°到+31°进行电子扫描且增益均大于9.8 dB。该天线具有高增益、高扫描率和小型化的优点,可以应用于轻质机载频扫雷达系统中。     

超声扫描技术在倒装焊器件中的应用北大核心CSCD

倒装焊器件底充胶的填充质量对于芯片可靠性的影响较大。超声扫描技术可以有效检测芯片与基板之间凸点周围的底充胶的填充质量。选用30 MHz和110 MHz频率的超声换能探头检测底充胶层,两种频率探头检测结果清晰度均能满足底充胶缺陷检测要求。结果显示,30 MHz探头聚焦范围宽于110 MHz探头,操作更为简便。对于包含热沉的器件,热沉的存在会干扰超声扫描显微镜对底充胶层的检测,未去除热沉可能导致研究者误判底充胶层填充情况,去除热沉后可获得底充胶层的清晰成像。倒装焊器件底充胶层厚度比较薄,检测时SAM的栅门宽度选取不易过宽,否则会影响图像清晰度,其具体值可视被测器件不同而调整。