微波器件微放电阈值功率自适应扫描方法

传统的粒子模拟软件在获得微放电阈值时需要进行多次微放电模拟,而且不具备自动功率扫描功能,在不考虑电子运动所产生的自洽场的情况下,提出了一种微波器件微放电阈值功率自适应扫描方法,对同一微波器件中的电磁场只计算一次并重复利用,改变输入功率,获得不同功率下的粒子数目变化的趋势,结合阈值功率判断方法,进而能够快速获得微放电阈值。首先,采用MSAT粒子模拟软件计算单位功率下微波部件中的电磁场分布,接着利用蛙跳法求解粒子运动轨迹,然后结合二次电子发射模型确定出射粒子数目。在微放电模拟过程中对粒子数目曲线进行分析,建立微放电阈值判据方法,根据二分法改变输入功率使得粒子模拟软件在给定初始功率后自动给出微放电阈值。以微波阶梯阻抗变换器与同轴腔体滤波器为研究对象,采用该方法分别计算其微放电阈值并与实验结果进行对比,结果表明,该方法具有准确性。     

高温超导薄膜及微波器件应用

介绍了高温超导薄膜制备方法（如磁控溅射、脉冲激光淀积、电子束共蒸发、化学气相沉积等）研究的进展和现状．对薄膜生长中的一些技术,如外延生长高质量的薄膜对基片的要求、常用的基片、为了减小像硅和蓝宝石一类的重要基片与高温超导薄膜间的扩散以及改善晶格匹配所采用的缓冲层技术等也作了简要的介绍,还介绍了薄膜的微波性质和用高温超导薄膜制备的微淡无源器件．     

微波器件微放电阈值计算的蒙特卡罗方法研究

为了精准快速地计算微波器件中微放电效应的阈值,在传统蒙特卡罗方法的基础上,提出了三种不同的蒙特卡罗方法,分别对二次电子的初始能量、出射角度和初始相位等参数进行随机,结合四阶龙格-库塔法和Furman模型计算电子的运动轨迹和单次碰撞产生的二次电子发射系数,然后应用不同的方法计算有效二次电子发射系数作为微放电效应的判据.以平板传输线TEM模式为研究对象,采用四种不同的蒙特卡罗方法计算微放电阈值,并与统计模型结果进行对比.结果表明单电子-多碰撞蒙特卡罗方法误差最小,而且稳定性最好.     

ZnO薄膜和薄膜声表面波器件

由Solie和Kino等人提出的薄膜SAW器件,实际上是一种包括覆盖在非压电基片上的压电薄膜在内的层状结构。适当选择压电薄膜和基片材料,可实现强压电耦合和高温度稳定性,氧化锌(ZnO)薄膜由于它有较高的机电耦合系数(K:(?)0.28)、较好的温度稳定性以     

声子晶体和声学超构材料

声子晶体和声学超构材料进一步拓展了自然界中声学材料的弹性波性质.这种人工的复合结构材料,由于其周期结构的布拉格散射和局域共振特性,使得其具有奇异的色散特征,在某些频段具有负的有效弹性参数,带来了许多新颖的声学传播效应,例如声子带隙效应、负折射效应、超棱镜效应、超透镜效应、异常透射效应、异常隔声效应等.与此同时,在声子晶体和声学超构材料表面,一类具有亚波长特性的声表面倏逝波也引起了人们的关注,研究其激发、传播、耦合的过程对揭示声子晶体和声学超构材料的奇异声传播效应的物理本质具有重要意义.声子晶体和声学超构材料作为一类新型的人工声学结构材料,在隔声、防振、热控制以及新型声学器件研发等方面具有巨大的应用前景.文章综述了近十几年来国际国内关于声子晶体和声学超构材料的研究进展,并对其未来的研究发展方向做一评述.     

高温超导微波器件在移动通信中的应用

高温超导微波器件在移动通信基站的应用，蕴涵了巨大的商机。由高温超导滤波器、低噪声前置放大器以及微型制冷机组成的高温超导移动通信基站接收机前端子系统，将给移动通信基站的性能带来了极大的提高。目前，全球已出现一批专业化商业公司。美国已有近2000套高温超导子系统产品在基站做商业运行；欧洲和日本也已完成样机研制。中国科学院物理研究所在2001年初完成了我国第一台高温超导移动通信基站原理性样机。     

移动通讯用声表面波器件发展近况

本文首先回顾了民用声表面波器件的最新发展概况．随着移动通讯的发展，声表面波器件的最大应用市场将是通讯，而低插损声表面波滤波器成为新的研究高潮．本文因此随后简要介绍了几种主要的低插损结构的研究情况及其在移动通讯中的应用．最后，展望了声表面波器件的发展趋势．     

雷达对低温微波器件的应用需求分析

分析了雷达系统对低温微波器件的应用需求,从技术原理、关键技术、使用性价比等角度展开论证,并对技术方向与应用前景提出个人观点。分析表明:航天测控类雷达在高灵敏接收领域对低温微波器件应用需求迫切,在X频段系统G/T值可因此提高3.85～7.03倍;在拥挤的P/L/S频段,窄带超导滤波器组能有效改善地面警戒等雷达的抗干扰性能;在V/W等毫米波段,低温微波器件能降低噪声2 dB～5 dB,对毫米波段雷达噪底的降低有重要应用价值。     

高温超导薄膜无源微波器件的应用

高温超导薄膜在微波器件中的应用,与常规导体相比可以减小器件的体积,重量,功率消耗和插入损耗,并且可以在液氮沸点附近工作,接近于卫星的环境温度100K,微波器件是在几个平方厘米的高温超导薄膜上制备的。这些薄膜必须要有最高的超导性能,如临界温度,临界电流密度以及微波表面电阻,因此高温度超导薄膜的应用受到制备大面积,高质量薄膜的限制,美国高温超导空间实验在1999年5月已经获得成功,使高温超导薄膜在微波器件中的应用成为现实。     

声电光效应与声电光器件

分析了声电光效应的原理，并制作了铌酸锂反常声电光器件，进行了实验验证。     

微波器件HPM效应

高功率微波（HPM）效应实验系统由微波辐射源、效应物和监测系统等组成。微波源产生并辐射电磁波，实验中的微波辐射源分为窄带微波源和超宽谱（UWB）源两种。实验效应物包括低噪高放、TR管、限幅器、混频器和微波组件——被动雷达探测系统RF装置等。详细介绍了这些微波器件和微波组件的基本组成、特性、工作原理和性能，同时介绍了不同效应物的实验系统、实验方法、效应现象和损伤判据。监测系统对目标状态、辐射源状态进行监视，在注入实验中对效应物的注入功率进行测量，在辐照实验中对目标附近的辐射场进行测试标定，为实验结果的分析提供数据。为避免损伤累积效应，损伤实验注入脉冲次数不超过4次。     

基于频域电磁场的微波器件微放电阈值快速粒子模拟

提出了一种利用频域电磁场快速计算微波器件微放电阈值的粒子模拟方法.首先通过CST微波工作室频域求解器获得微波器件中频域电磁场分布,在微放电过程模拟时将其转换到时域,再采用Boris算法求解电磁场中的电子运动,然后判断电子是否与三角面片边界相交,进行二次电子发射处理.变化输入功率,经过系列粒子模拟后,根据电子数目随时间的变化曲线确定微放电阈值.采用该方法分别对平行平板和同轴传输线微波器件的微放电阈值进行模拟计算,并与CST粒子工作室的模拟结果进行对比.结果表明,两者获得的阈值基本一致,但本方法的计算效率提高了1—2个数量级.     

高温超导微波器件在移动通信中的应用

高温超导微波器件在移动通信基站的应用,蕴涵了巨大商机.由高温超导滤波器、低噪声前置放大器以及微型制冷机组成的高温超导移动通信基站接收机前端子系统,将给移动通信基站的性能带来极大的提高.目前,全球已出现一批专业化商业公司.美国已有近2000套高温超导子系统产品在基站做商业运行;欧洲和日本也已完成样机研制.中国科学院物理研究所在2001年初完成了我国第一台高温超导移动通信基站原理性样机.     

第一讲 高温超导薄膜及微波器件应用

介绍了高温超导薄膜制备方法研究的进展和现状，对薄膜生长的一些技术，如外延生长高质量的薄膜对基片的要求，常用的基片，为了减小像硅和蓝宝石一类的重要基片与高温超导薄膜间的扩散以及改善晶格匹配采用的缓冲层技术等也作了简要的介绍，还介绍了薄膜的微波性质和用高温超导薄膜制血的微波无源器件。     

微纳卫星COTS器件应用研究

大量采用宇航级元器件进行航天器研制的模式,由于其“成本高、研制周期长、元器件性能不足”等缺点,已经难以满足微纳卫星“周期短、成本低、集成度高”的要求。因此提出了在微纳卫星上使用COTS(Commercial off-the-shelf)器件的方法;针对微纳卫星的特点,首先分析了微纳卫星对COTS器件的需要和风险,提出了COTS器件微纳卫星应用的选用原则、选用依据;在此基础上经过分析,提出了COTS元器件微纳卫星应用流程,有针对性提出了COTS器件应用的器件级和板级筛选方法,并开展了COTS器件的微纳卫星抗单粒子效应加固设计,进一步提高COTS器件应用的可靠性。通过在轨应用验证,结果表明,通过该方法选用筛选的COTS器件,在进行有效加固后可以满足微纳卫星在轨稳定运行的要求,同时为微纳卫星降低成本缩短研制周期提供了保障。该方法对COTS器件在微纳卫星中的应用提供了一般性指导意义。     

微反射镜阵列器件技术及其应用

概述了微反射镜阵列器件的分类、其主要驱动方式,以及现有商用阵列器件的情况。就4种驱动方式,介绍了其机电特性和工艺特点,并进行比较分析,指出选择驱动方式应依据应用的性质、工艺集成难度和成本效益原则。总结了微反射镜阵列器件在5个方向的应用。最后,阐述了微反射镜阵列器件技术展望。     

用于高功率微波器件的永磁体的设计和测试

报道了用于高功率相对论返波管振荡器的永磁体的设计和试制。以Halbach阵列结构为基础, 通过选择高性能的永磁材料, 调整磁钢的充磁方向、排列方式和尺寸, 优化设计了可用于某相对论返波管振荡器的永磁体结构, 其均匀区磁场强度0.98 T。采用粒子模拟方法, 进行了永磁体与返波管振荡器的一体化设计, 设计结果表明:器件输出功率超过1 GW, 设计的永磁体能够满足器件对磁场强度和位形的要求。对永磁体进行了试制和测试, 测试结果为:均匀区磁场0.88 T, 均匀区长110 mm, 磁体重量约306 kg。     

微波器件微放电阈值计算的快速单粒子蒙特卡罗方法

为了计算微波器件的微放电阈值,提出了一种快速单粒子蒙特卡罗方法.该方法对二次电子出射能量、出射角度和相位等参数进行随机处理,结合四阶龙格库塔法和Furman模型模拟了电子运动和二次电子发射系数,并以多次连续碰撞的二次电子发射系数的算数平均值作为微放电效应发生的判据.以平板传输线横电磁模式为研究对象,分别采用快速单粒子蒙特卡罗方法、统计模型、传统蒙特卡罗方法以及粒子模拟方法计算其微放电阈值和敏感区域.计算结果表明,该方法不仅具有与统计模型和粒子模拟方法相当的计算精度,而且比统计模型方法的适应性更强,比传统蒙特卡罗方法的稳定性更好,比粒子模拟方法的计算效率高几十倍以上.     

用于高功率微波器件的永磁体的设计和测试

报道了用于高功率相对论返波管振荡器的永磁体的设计和试制。以Halbach阵列结构为基础, 通过选择高性能的永磁材料, 调整磁钢的充磁方向、排列方式和尺寸, 优化设计了可用于某相对论返波管振荡器的永磁体结构, 其均匀区磁场强度0.98 T。采用粒子模拟方法, 进行了永磁体与返波管振荡器的一体化设计, 设计结果表明：器件输出功率超过1 GW, 设计的永磁体能够满足器件对磁场强度和位形的要求。对永磁体进行了试制和测试, 测试结果为：均匀区磁场0.88 T, 均匀区长110 mm, 磁体重量约306 kg。