应用NiZn铁氧体的宽带传输线变压器性能分析

研究了变换比为4∶1的宽频带传输线变压器, 给出了考虑线圈互耦的等效电路模型, 分析了其阻抗变换特性。针对在以往传输线变压器分析中忽略频率变化对磁导率的影响这一问题,以应用NiZn铁氧体的宽带传输线变压器为例,将频率变化对磁导率的影响应用到分析传输线变压器特性中。对测试结果的分析和比较表明：在传输线变压器输入阻抗的分析中,频率对其的影响是存在的,在等效电路模型分析中加以考虑,可以更好地与实际值吻合。     

基于谐振结构的左右手传输线的奇异传输性质

通过对一种具有谐振结构的左右手传输线进行了数值仿真和分析，从有效磁导率和介电常数及色散关系来说明其奇异的传输特性.把这种左右手传输线用作漏波天线并测量了在不同频率点的方向图，从而实验上验证了这种特殊结构在不同的频率范围内可以实现一个左手性通带，也可以实现两个左手性通带.对这种结构传输特性的研究，有助于其在漏波天线方面的应用.     

有耗地面上架空线缆串扰研究等效电路模型

基于延迟抽取宏模型算法,将有耗地面上架空传输线分成多段求解,每段分成无损和有损部分。通过矢量匹配(VF)法对地阻抗相关参量进行匹配,利用HSPICE中的Laplace变换建立有损部分的等效电路,结合现有的无损传输线等效电路组成每一段的等效电路,然后将每段等效电路串联起来组成整个传输线的等效电路模型。与时域有限差分（FDTD）法进行对比,结果验证了该方法的正确性。同时对端接瞬态抑制二极管的算例进行了分析,证明了提出的等效电路模型能够轻松解决非线性负载问题。     

空芯脉冲变压器锥形绕组电压分布

研究了空芯变压器锥形绕组的电压分布特性。运用多导体传输线理论建立锥形绕组的多导体传输线数值分析模型,推导模型等效电路中各项分布参数的求解公式,利用有限元软件求解分布参数并进行模拟计算。搭建实验平台测量绕组各匝线圈首端的电压波形,得到了匝间电压和对地电压的分布规律,实验结果与模拟计算基本吻合。研究表明：分布参数会引起电压谐振,冲击电压的上升沿在绕组首端产生匝间过电压;多导体传输线模型可对锥形变压器绕组的电压分布进行有效计算。     

有耗地面上架空线缆串扰研究等效电路模型

基于延迟抽取宏模型算法,将有耗地面上架空传输线分成多段求解,每段分成无损和有损部分。通过矢量匹配(VF)法对地阻抗相关参量进行匹配,利用HSPICE中的Laplace变换建立有损部分的等效电路,结合现有的无损传输线等效电路组成每一段的等效电路,然后将每段等效电路串联起来组成整个传输线的等效电路模型。与时域有限差分(FDTD)法进行对比,结果验证了该方法的正确性。同时对端接瞬态抑制二极管的算例进行了分析,证明了提出的等效电路模型能够轻松解决非线性负载问题。     

空芯脉冲变压器锥形绕组电压分布

 研究了空芯变压器锥形绕组的电压分布特性。运用多导体传输线理论建立锥形绕组的多导体传输线数值分析模型,推导模型等效电路中各项分布参数的求解公式,利用有限元软件求解分布参数并进行模拟计算。搭建实验平台测量绕组各匝线圈首端的电压波形,得到了匝间电压和对地电压的分布规律,实验结果与模拟计算基本吻合。研究表明：分布参数会引起电压谐振,冲击电压的上升沿在绕组首端产生匝间过电压;多导体传输线模型可对锥形变压器绕组的电压分布进行有效计算。     

基于Nyquist图研究铁基非晶薄带巨磁阻抗效应的非线性

测量了铁基非晶薄带巨磁阻抗效应的阻抗实部和虚部并且计算出磁导率的实部和虚部,通过磁导率的非线性解释了巨磁阻抗效应的非线性原因,并且利用Nyquist图推出磁导率等效电路模型,指出磁导率等效电路模型中的LC共振频率是解决磁导率非线性的关键.研究结果表明:在激励电源横向磁化和外加磁场纵向磁化的过程中,非晶薄带磁导率的变化无规则,导致非晶薄带的巨磁阻抗效应呈现非线性变化.当激励频率在5 MHz、纵向磁场发生改变时,磁损耗角依然保持不变,磁导率与纵向磁场的非线性关系转化为磁导率模值与纵向磁场的关系,通过实验数据可以拟合出纵向磁场与磁导率的函数关系.     

Y型夹心式压电超声变压器的设计

提出了Y型夹心式压电超声变压器,基于耦合振动理论和力电类比原理,建立了变压器的机电等效电路模型,推导得到了其共振/反共振频率方程、电压增益和功率增益表达式。通过等效电路法、有限元仿真和实验研究了该变压器的功率传输特性和机电转换特性。结果表明,在共振模式下, Y型夹心式压电超声变压器的输入机电阻抗最小,电压增益和功率增益最大,有望作为双通道压电变压器应用于电子领域。     

NiFeCoP/BeCu复合结构丝的巨磁阻抗效应和磁化频率特性

用化学镀的方法制备了NiFeCoP/CuBe复合结构丝，研究了其巨磁阻抗特性.结果表明复合结构丝在较低频率的驱动电流下就有明显的磁阻抗效应，当驱动电流频率在20kHz时的磁阻抗效应为40％，最大磁阻抗效应出现的频率在180kHz，为97％.利用复数磁导率和等效电路探讨了该复合丝铁磁层磁化过程的频率特性，复合结构丝的特征弛豫频率在1MHz左右.外加直流磁场抑制畴壁移动，在等效电路中与抵消部分并联电路相关. 关键词： 巨磁阻抗效应 磁导率 弛豫频率 等效电路     

1～30MHz传输线变压器的实频设计北大核心CSCD

介绍了Guanella型传输线变压器的工作原理,利用电报方程分析了其阻抗变换特性和平衡到不平衡转换特性。为在巴伦低阻端获得最佳的输入阻抗,根据测量得到的实频负载阻抗来确定传输线的特性阻抗,设计了在1~30 MHz频带内可用于450Ω到50Ω,600.0Ω到66.7Ω变换的9∶1传输线变压器巴伦。受绕组间距的限制,600.0到66.7Ω巴伦实际的传输线特性阻抗难以达到仿真所要求的值,但巴伦输入阻抗的仿真结果与实测结果仍有较好的一致性。实际测量的结果表明,这两款变压器的工作带宽（驻波比小于1.6）大于30∶1,在1~30 MHz的频带内插入损耗小于0.3 dB。     

Improvement in performance of traveling wave electroabsorption modulator with asymmetric intra-step-barrier coupled double strained quantum wells the active region, segmented transmission-line and mushroom-type waveguide

In this paper, asymmetric intra-step-barrier coupled double strained quantum wells structure (AICD-SQW), segmented transmission-line and mushroom-type waveguide that improve the performance of traveling wave electroabsorption modulators (TWEAM) are presented. The AICD-SQW structure shows that electroabsorption modulator properties such as large change in absorption, high extinction ratio, large Stark shift, very low insertion loss, zero chirp, and higher figures of merit are possible to be achieved simultaneously as compared with intra-step quantum well (IQW). The segmented transmission-line method allows us to design a TWEAM with above 25 Ω impedance and very high bandwidth. Furthermore, increasing the width of p-cladding layer with the same active layer to reduce the resistance in p-i-n mushroom-type waveguide of TWEAM based on AICD-SQW improve the microwave propagation loss and thus the high-speed electro-optical response. For this purpose, the transmission-line microwave properties of TWEAM such as microwave index, microwave loss, and characteristic impedance are obtained for active and passive segments of transmission-line. Then equivalent circuit model elements are extracted. The modulation response of segmented transmission-line mushroom-type TWEAM is obtained by HSPICE simulation and compared to circuit model simulation results of conventional mushroom-type TWEAM counterpart. The analysis results indicate that the segmented transmission-line mushroom-type TWEAM can achieve much wider bandwidth than the conventional mushroom-type TWEAM counterpart, with a small penalty in electro-optic conversion gain due to AICD-SQW structure.     

指数型径向阻抗变换器功率传输效率的优化设计

利用解析方法和电路模拟方法研究了阻抗变换器功率传输效率的优化设计。电路计算中,采用了脉冲上升沿等效的正半周正弦波作为输入波形的假设,并忽略了水介质能量损失的影响。首先对比了线性、饱和型变化和陡变型变化3种典型阻抗的功率和能量传输效率,分析讨论了影响指数型阻抗变换器功率传输效率的关键影响因素,并得到了功率传输效率最大化的中间参数和符合系数的参数范围。讨论了实际设计中应注意的绝缘安全系数的结构设计、杂散参数对阻抗计算的影响、水介质能量损失等问题。     

磁环中非晶丝的阻抗效应分析

依据Landau-Lifshitz阻尼项和Gilbert阻尼项的磁矩转动方程,提出统一形式的磁化率张量表达式.基于等效磁导率将非晶丝中各向异性的电磁场求解问题转化为等效的各向同性问题,进而分析了套在绝缘磁环或导电磁环中非晶丝的阻抗.采用基于有限元的数值方法仿真磁环中非晶丝的阻抗,仿真结果验证了理论分析结论.理论分析和仿真实验均表明,外磁体的附加阻抗将严重降低阻抗变化率,破坏巨磁阻抗特性.为此,提出采用回路形式降低附加阻抗的方法,并基于仿真实验验证了该方法的有效性. 关键词： 巨磁阻抗效应 非晶材料 Maxwell方程 有限元     

A Tuning Circuit with Two Half-Wave Distributed Junctions for All-NbN SIS Mixers

A novel broadband tuning circuit composed of two low-current-density half-wave NbN/MgO/NbN tunnel junctions connected by a half-wave NbN/MgO/NbN microstrip line has been successfully tested in a quasi-optical mixer at frequencies above 700 GHz. The circuit had a designed center frequency of 870 GHz, was integrated in a center-fed twin-slot antenna, and was fed via a quarter-wave impedance transformer. Heterodyne measurments showed double-side-band receiver noise temperatures equivalent to 6-9 quanta from 675 to 810 GHz for a mixer with a current density of 6.7 kA/cm². The RF bandwidth was broader than that of a conventional mixer using a full-wave junction with the same current density.     

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For a RF ion source test facility, the driver is used to produce plasma, and the matching unit is the key for the driver to absorb RF power. The driver’s impedance could be equivalent to a resistance and an inductance in series. A matching unit which consisted of an RF transformer and two variable capacitances was chosen, it was analyzed by an ideal transformer model and its electrical parameters were derived under the condition of matching. When a quartz glass driver was mounted onto the test facility at HUST, a matching unit was implemented, it transmitted RF power into the driver and then plasma was successfully produced.     

大功率RF 离子源阻抗匹配电路的设计与实现

在大功率RF 离子源中,激励器的作用是产生等离子体,阻抗匹配电路是激励器吸收RF 功率的关键。将激励器等效阻抗视为一个电阻和一个电感的串联,采用了一种由一个RF 变压器并和两个可调电容组成的阻抗匹配电路,给出了视RF 变压器为理想变压器时阻抗匹配电路的分析模型,推导了阻抗匹配时两个可调电容的电气参数。当激励器实验装置使用一个石英玻璃激励器时,搭建了一个阻抗匹配电路,成功地将RF 功率耦合进激励器并产生了等离子体。     

1～30 MHz传输线变压器的实频设计

 介绍了Guanella型传输线变压器的工作原理,利用电报方程分析了其阻抗变换特性和平衡到不平衡转换特性。为在巴伦低阻端获得最佳的输入阻抗,根据测量得到的实频负载阻抗来确定传输线的特性阻抗,设计了在1～30 MHz频带内可用于450 Ω到50 Ω,600.0 Ω到66.7 Ω变换的9∶1传输线变压器巴伦。受绕组间距的限制,600.0到66.7 Ω巴伦实际的传输线特性阻抗难以达到仿真所要求的值,但巴伦输入阻抗的仿真结果与实测结果仍有较好的一致性。实际测量的结果表明,这两款变压器的工作带宽（驻波比小于1.6）大于30∶1,在1～30 MHz的频带内插入损耗小于0.3 dB。     

梯度穿缝型双孔隙率多孔材料的吸声性能

在传统单一孔隙率多孔材料中引入宏观尺度的周期性梯度穿缝结构设计,构造出梯度穿缝型双孔隙率多孔材料,其包含多孔材料基体微孔尺度与穿缝尺度两个尺度。采用分层等效的理论建模方法,将复杂梯度渐变问题变为多层均匀等效层叠加问题。针对不同特征尺寸的多孔材料薄层,分别采用低、高两种渗透率对比度双孔隙率理论,给出了其等效密度和动态压缩系数,再应用传递矩阵方法得到了相邻薄层之间的声压和质点速度传递关系并求得其表面声阻抗,从而建立了梯度穿缝型双孔隙率多孔材料的吸声理论模型。发展了多尺度材料声学有限元数值模型,在所考虑的100~3000 Hz频段范围内数值模拟结果完全吻合理论模型结果。理论与模拟分析了多尺度结构参数对双孔隙率多孔材料吸声性能的影响,结果表明引入多尺度梯度结构设计能够显著提高单一孔隙率多孔材料的吸声性能,且穿缝尺度比穿缝梯度影响更为显著;精细数值模拟获得的声压和能量密度分布云图揭示了多尺度结构设计的吸声增强机制。该工作可用于指导双孔隙率多孔材料的多尺度结构设计,从而提高多孔材料的中低频吸声性能。     

1～30 MHz传输线变压器的实频设计

介绍了Guanella型传输线变压器的工作原理,利用电报方程分析了其阻抗变换特性和平衡到不平衡转换特性。为在巴伦低阻端获得最佳的输入阻抗,根据测量得到的实频负载阻抗来确定传输线的特性阻抗,设计了在1～30 MHz频带内可用于450 Ω到50 Ω,600.0 Ω到66.7 Ω变换的9∶1传输线变压器巴伦。受绕组间距的限制,600.0到66.7 Ω巴伦实际的传输线特性阻抗难以达到仿真所要求的值,但巴伦输入阻抗的仿真结果与实测结果仍有较好的一致性。实际测量的结果表明,这两款变压器的工作带宽（驻波比小于1.6）大于30∶1,在1～30 MHz的频带内插入损耗小于0.3 dB。