包含非线性组件的系统级电磁效应分析方法

提出一种包含非线性组件的场线耦合分析模型,在此基础上建立了包含非线性组件的系统级电磁效应分析方法。采用基于黑箱模型的非线性散射参数对非线性组件进行建模,给出了非线性散射参数的实验提取方法。利用焊接在微带传输线上的并联反向HSMS-282C型肖特基二极管构成非线性器件,并搭建原理性实验系统测量了电磁波辐射下连接在微带线上的该非线性器件输出端口的频谱和功率。实验结果与该分析方法的计算结果相吻合,证明了该方法的有效性和可行性,为系统级电磁效应分析提供了一种有效途径。     

HEMT器件小信号等效电路低温模型的提取与分析

高电子迁移率晶体管(HEMT)的小信号等效电路模型是研制低噪声放大器与分析晶体管微波特性的基础.本文通过测量HEMT器件在低温环境下(10K、77K)直流参数与散射参数(S参数),提出了一种能够直接提取低温环境下HEMT器件小信号等效电路中各元件参数的方法,并且根据器件的I~V模型分析了低温下直流参数变化的原因.在覆盖10GHz以下频段分别提取栅长为0.15μm与0.3μm两款HEMT器件的小信号等效电路低温模型,实验显示理论计算结果与实测的S参数具有很好的吻合度.     

高功率电磁脉冲对砷化镓金属半导体场效应管的影响

 采用时域有限差分方法，通过求解麦克斯韦方程、热传导方程和载流子方程，模拟了在电磁脉冲辐射下，场效应管器件温度和端口散射参数的变化过程。研究了不同幅度脉冲序列和上升沿不同的脉冲对砷化镓金属半导体场效应管的影响，对比了各种不同脉冲作用下场效应管性能的变化规律。该方法克服了传统电路模型无法模拟电磁波与器件内部活动粒子作用过程的缺点，可以直接模拟器件温度和散射参数在高功率电磁脉冲辐射下的时域变化过程。     

响应量转换近红外检测技术在强散射介质中的应用研究

在近红外光谱定量分析中,由于散射作用的存在使得光谱变化复杂,从而导致校正模型的预测精度较低。消除散射干扰是提高测量精度的有效处理手段之一。为了消除散射对测量结果的影响,文章提出了响应量转换法,即根据被测介质在空间不同位置的光强随被测物浓度的变化率,通过逆倍增模型推出被测介质的吸收系数作为新的响应变量,从而建立校正模型。以牛奶样品为例,分析了脂肪和蛋白质浓度与吸收系数之间的关系,利用蒙特卡罗模拟研究了散射对近红外牛奶成分测量结果的影响,并通过传统预处理方法和响应量转换法进行散射干扰的消除。实验结果表明,响应量转换法能够有效消除散射干扰,与传统MSC和SNV预处理方法相比,脂肪预测精度分别提高了33.9%和55.9%,蛋白质预测精度分别提高了46.5%和33.7%。     

声子散射下碳纳米管场效应管建模方法研究

声子散射对碳纳米管场效应管(carbon nanotube field effect transistor, CNTFET)的特性有着不可忽略的影响. 传统研究方法基于弹道输运模型来分析发生声子散射时各参数对器件特性的影响, 进而建立CNTFET声子散射模型.为了降低模型复杂度, 提高仿真计算的速度, 本文深入研究了CNTFET的声子散射影响, 对手性、温度和能量三个参数的变化进行了仿真, 分析了参数对器件特性的影响. 采用线性近似拟合的方式建立了一种新的CNTFET声子散射模型.通过分析散射下电流的变化, 验证了该模型的正确性和有效性.与半经典散射模型相比, 该模型由于不需要进行积分计算, 计算过程较为简单, 降低了运算量. 关键词： 碳纳米管场效应管 声子散射模型 线性近似拟合     

基于三端口网络模型的折叠波导行波管注波互作用理论研究

将周期性慢波结构中的单元结构等效为一个三端口网络,利用高频结构模拟软件确定等效模型的参数,由此建立了一种通用的慢波结构等效模型.该方法不需要进行复杂的电路等效,直接由高频软件得到通道内场分布,因此较解析方法简单,又不像等效线路模型那么烦琐.基于该三端口网络模型,建立了适用于折叠波导行波管的一维注波互作用非线性理论模型,编写了数值计算程序,对一支折叠波导行波管进行了模拟.该理论模型模拟的结果与实验结果误差小于10%.该理论模型可以用于指导新型折叠波导行波管的设计及非线性模拟研究.     

基于神经网络的线指数恒星大气物理参数测量方法

通过人工神经网络的方法基于Lick线指数,来进行大气物理参数的测量,对Kurucz的合成光谱进行预处理以适应最后LAMOST光谱数据的要求,以Lick线指数与对应的大气物理参数为输入,用人工神经网络进行训练,得到训练模型通过DR8光谱数据进行测试,通过调整人工神经网络的相关参数来使实验效果达到最佳。结果证明,通过线指数人工神经网络的方法来进行大气物理参数的测量是可行的。     

油膜覆盖的非线性海面电磁散射多普勒谱特性研究

当海面上方漂浮油膜时,海面的毛细波成分将因油膜的阻尼作用而被破坏.本文采用PM谱,基于Marangoni阻尼效应,建立油膜覆盖的一维Creamer非线性海面模型,并简单分析了油膜的阻尼作用对海面轮廓的影响.在此基础上,利用迭代物理光学方法研究了L波段下该模型的后向散射回波的多普勒谱特性,通过与基于线性模型的海面散射回波多普勒谱对比发现,在大中入射角下,非线性海面散射回波与线性海面多普勒谱的差异不可忽略,说明采用Creamer非线性理论建立海面几何模型的必要性.研究发现,油膜覆盖海面的散射回波的多普勒频移及展宽与干净海面雷达回波的多普勒特性具有明显差异,这表明海面上漂浮的油膜对雷达散射回波的多普勒特性具有显著的影响.数值结果重点分析了入射角、油膜参数以及风速对油膜覆盖海面散射回波多普勒谱展宽和频移的影响规律.     

高温超导薄膜微波非线性器件设计初探

本文讨论高温超导薄膜微波非线性器件的若干问题,包括材料建模,元件建模,器件参数建模,最后通过这些参数完成高温超导薄膜微波非线性器件综合等.试图通过非线性测试提取高温超导薄膜微波材料非线性模型,根据材料非线性模型建立非线性传输线模型,由非线性传输线模型建立各种微波无源元件模型,最后实现非线微波器件综合设计.     

基于小斜率近似的深海海面混响

收发设备在海面附近的深海混响实验中,多途时延使得最先到达水听器的为海面混响信号,且不受海底散射声场的干扰.本文利用射线理论描述深海声传播的格林函数,采用粗糙界面一阶小斜率近似方法描述全角度海面散射,给出海面混响声场的表达式.同时考虑了海面表层气泡散射的贡献,获得了海面混响理论.通过数值仿真数据和深海实验数据的比较对海面混响模型进行验证,分析了不同接收深度、频率下的海面混响强度衰减趋势.结果表明:低海况条件下,低频海面混响由粗糙界面散射主导,气泡散射可以忽略,随频率升高,气泡散射对海面混响的贡献逐渐增大,海面附近收发深度的小幅变化对混响衰减曲线的影响不明显.基于该模型提出一种反演海面粗糙界面谱参数的方法,数值计算结果验证了该模型能够在风速已知的前提下,通过海面混响数据提取海面粗糙界面谱参数.     

一种新型全光开关

提出了一种用指数型变耦合系数定向耦合器同高斯型变耦合系数定向耦合器级联所构成的新型全光开关。理论分析及数值模拟均表明,它同用常系数定向耦合器级联所得的器件相比,具有一个很大的优点,即可以消除开关曲线在过开关区中的振荡,因而具有更好的开关特性;同时,它同用高斯型变耦合系数定向耦合器级联所得的器件相比,具有陡峭的动态开关区(即功率透过率从0逐渐升至1的区域)。综上所述,该级联耦合器更加适合于做全光开关,且在满足一定的开关曲线的要求下,可以通过改变各级联耦合器的参量以改变单元耦合器的数目。     

基于非线性定向耦合器的光二进制逻辑器件

本文提出了一种新的非双稳态光学逻辑器件,它由一个双端输入的非线性光波导耦合器产生相应的输入输出波形,再经过多级单端输入的非线性耦合器进行波形限幅和整形,以获得阶跃开关特性.通过理论计算说明适当选择输入条件,这种器件可以实现所有六种基本的二进制逻辑运算功能:与、或、与非、与或、异或和同或.     

An Improved On-Wafer Measurement Method for PHEMT Modeling for Millimeter Wave Application

An improved on-wafer measurement method by using coaxial calibration instead of on-wafer calibration for PHEMT modeling is proposed in this paper. The advantage is that S-parameters of PHEMT device can be measured on wafer without impedance standard substrate (ISS) after the S-parameters of the microprobes have been determined. Excellent agreement is obtained between on-wafer calibration measurement and coaxial calibration measurements, respectively.     

基于非线性级联傅里叶变换的光学Hash函数构造

提出一种基于非线性级联傅里叶变换的光学Hash函数的构造方法.此方法分为两轮单向加密过程,在第一轮中,先将待处理的数字信息以512bit作为数据块编码,将整个数字信息整分成若干个"8×8的256阶灰度图像"(信息平面),然后在光电混合系统中对上述信息平面组做非线性级联傅里叶变换得到一个数值矩阵,对其进行扩展后得到4个信息平面,再对它们做非线性级联傅里叶变换得到64bit的Hash值(hash1);在第二轮中,先将原始信息平面中的每个数值循环左移4位,构造出相应的辅助信息平面组,然后对其做与第一轮相同的单向加密操作,得到hash2,将其与之前生成的hash1组合起来构成最终128bit的Hash值(hash).同时,本文提出采用雪崩效应系数(AEC)作为评价光学Hash函数性能的参数,理论分析和仿真实验均表明,该方法构造的光学Hash函数具有很好的抗碰撞性和良好的雪崩效应.     

低压差线性稳压器电磁抗扰度测试与建模

采用直接功率注入法,在1 MHz~2GHz频率范围的传导电磁干扰下,测试获得了低压差线性稳压器的传导电磁抗扰度。针对抗扰度仿真预测,提出了一种以Taylor级数表示的非线性系统和以线性滤波器表示的线性系统的级联模型,同时对于测试系统中分立器件采用传统集总参数方法建模,最终实现低压差线性稳压器的传导电磁干扰仿真。仿真结果表明,模型在1 MHz~2GHz范围内预测的抗扰度和测试数据具有很好的一致性。     

Nonlinear phase shift without cascaded second-order processes and third-order nonlinearity

A new mechanism for obtaining a nonlinear phase shift has been proposed and schemes are described for its implementation. As it is shown, the interference of two waves with intensity-dependent amplitude ratio coming from the second-harmonic generation should produce the nonlinear phase shift. The sign and amount of nonlinear distortion of a beam wavefront is dependent on the relative phase of the waves that is introduced by the phase element. The calculated value of n₂ ^eff exceeds that connected with cascaded quadratic nonlinearity, at the same conditions. Received: 1 November 1999 / Published online: 23 February 2000     

Spectral polarization-dependent loss of cascaded long-period fiber gratings

We have measured the spectral polarization-dependent losses of cascaded long-period fiber gratings composed of single, double, and triple identical gratings and fabricated by exposure of a UV laser beam on one side of a fiber. The measurement was made by use of the Mueller matrix method for scanning the wavelength of the incident beam. The polarization-dependent loss was dramatically increased as the number of cascaded gratings was increased. The formation of the UV-induced geometric birefringence in the fiber grating and its relationship to the fine interference fringes formed by cascading gratings are discussed.     

基于周期极化反转铌酸锂光波导高速非归零码到归零码的转换

研究了基于周期极化反转铌酸锂光波导级联二阶非线性效应实现非归零码到归零码高速全光码型转换的新方案,使用的是马赫-曾德尔干涉仪结构.转换原理是非归零码信号光在级联倍频和差频过程中受到的放大作用引起马赫-曾德尔干涉仪的不平衡,进而通过干涉相消产生归零码信号光输出.首先从耦合波方程出发,数值模拟了非归零码到归零码码型转换过程.然后分析了波导长度、光功率、相对时延对消光比的影响并对码型转换进行了优化设计.最后分析了转换带宽,模拟计算表明信号光在90nm的3dB带宽内可调谐,进而可以实现多信道的同时转换. 关键词： 码型转换 级联倍频和差频 周期极化反转铌酸锂 马赫-曾德尔干涉仪     

基于周期极化反转铌酸锂光波导高速非归零码到归零码的转换

研究了基于周期极化反转铌酸锂光波导级联二阶非线性效应实现非归零码到归零码高速全光码型转换的新方案，使用的是马赫-曾德尔干涉仪结构.转换原理是非归零码信号光在级联倍频和差频过程中受到的放大作用引起马赫-曾德尔干涉仪的不平衡，进而通过干涉相消产生归零码信号光输出.首先从耦合波方程出发，数值模拟了非归零码到归零码码型转换过程.然后分析了波导长度、光功率、相对时延对消光比的影响并对码型转换进行了优化设计.最后分析了转换带宽，模拟计算表明信号光在90nm的3dB带宽内可调谐，进而可以实现多信道的同时转换.     

基于游标效应的增敏型光纤法布里-珀罗干涉仪温度传感器

本文介绍了一种高灵敏度光纤温度传感器.该传感器由一小段毛细管熔接于单模光纤和一段大模场光纤之间而构成串联的两个法布里-珀罗干涉仪.由于俩干涉仪具有相近的自由光谱区,因而它们的叠加光谱会产生游标效应.实验结果显示,利用游标效应解调,该传感器的温度灵敏度可从单一空气腔法布里-珀罗干涉仪的0.71 pm/℃提高到179.30 pm/℃.该传感器结构紧凑(1 mm)且灵敏度高,具有良好的应用前景.