玻碳电极界面的阻抗谱数学表达及定量分析

玻碳电极（GCE）是各类电化学传感器常用的基础电极,其界面特征直接影响检测性能。本文详细考察了电极体系的电化学过程,针对GCE传感界面,探讨了一个等效电路中电解质电阻、电荷输运电阻、扩散阻抗、电化学（氧化/还原）反应阻抗、表面吸附阻抗和双电层电容等电学元件的物理意义,并给出了对应的数学模型。通过改变模型中5个参数值,模拟了不同状态下的阻抗谱,分析了电极系统各参数对GCE阻抗谱的贡献规律。最后,采用该数学模型对裸GCE和修饰GCE在铁氰化钾溶液中的阻抗谱进行分析,拟合结果与实验数据吻合度高;基于拟合获得参数,定量对比分析了修饰前后电极表面的特征变化。     

基于阻抗模型解析的氧化锆固体电解质组织结构演变模型

晶界对多元多晶电解质材料电导率的影响, 已成为制约高温固体电解质材料发展的瓶颈. 传统的晶界观察方法难以将高温下材料的组织结构与电导性能相对应. 鉴于此, 本文研究了部分稳定氧化锆(PSZ) 固体电解质材料的变温交流阻抗特性, 并对交流阻抗谱进行了拟合分析, 发现等效拟合电路随温度的上升而发生变化. 通过对不同等效电路模型的物理解析, 得出PSZ电解质材料显微结构在高温下的演变模型. 经进一步分析, 演绎出一种'短程有序'的'晶界桥接'组织模型, 为改善PSZ电解质材料的晶界电导提供了参考.     

高温超导电缆层电流分布对电缆稳态运行特性的影响分析

为了分析冷绝缘高温超导电缆层电流分布对其稳态运行特性的影响,提出超导电缆的等效电路模型,给出求解各层电流的矩阵方程,应用超导电缆的温度分布计算模型和边界条件,获得不同均流效果下的超导电缆最大载流能力和稳态径向温升,并与有限元计算结果进行对比。结果比较表明,各层电流均衡分布不仅能提高电缆的载流能力,而且可以降低超导电缆的稳态运行温升,提高了超导电缆在稳态运行时的稳定性。     

结构参数对阵列式碳纳米管吸波性能的影响

基于传输线理论和碳纳米管的等效电路模型,建立了阵列式碳纳米管吸波涂层的传输线模型,推导出碳纳米管的结构参数与涂层反射率的关系式,并用MATLAB作出了反射率与碳纳米管结构参数间的曲线图.通过反射率与涂层厚度关系的曲线分析,得出了计算结果与文献的实验结果能较好吻合的结论;通过反射率曲线图的研究,得到了涂层厚度和碳管间距是控制吸收强度的主要参量,而碳管长度和碳管管径是控制吸收峰值位置的主要参量等结论.     

NiMnGa磁控形状记忆合金纵振式换能器

为实现低频、小尺寸水下声源,利用具有大应变、快速响应和高能量密度等优势的NiMnGa合金为驱动元件设计了水声换能器。基于NiMnGa合金变形原理,建立了NiMnGa纵振式换能器物理模型,推导了等效电路。通过有限元法,实现了NiMnGa纵振式换能器电磁-机械-声的多物理场耦合仿真,用于预测换能器的水下声学性能。制作了小型NiMnGa纵振式换能器样机,并在水中测试了500～800 Hz频带内的声源级。实验结果表明,换能器样机辐射面直径为8 mm,水中谐振频率为700 Hz,最大声源级为115.5 dB。     

高次谐波体声波谐振器机械品质因数的测量*

高次谐波体声波谐振器(HBAR)具有高的机械品质因数(Q_M)和多模谐振谱特性,其在频率控制系统中具有重要应用。对制备的Al/Zn O/Au/Sapphire结构HBAR器件进行了Q_M的测定,从实际的测试系统出发,给出了它的等效电路,通过一系列分析处理得到了Q_M随频率的变化曲线。结果表明,Q_M随频率增加逐渐减小。     

速调管矩形波导窗的研究

 运用微波等效电路（微波网络）的方法,研究了大功率速调管矩形波导输出窗的转移矩阵,根据微波无反射条件求解窗的最佳尺寸。利用3维电磁场计算软件ISFEL3D进行精确模拟。将微波等效电路方法的计算结果与ISFEL3D的模拟结果和实验结果相比较,得出结论：运用微波等效电路方法对矩形波导输出窗进行设计,理论较为简单,编程容易实现,计算速度很快,便于参数调整,且计算结果与实际测量误差较小,适合应用于速调管矩形波导输出窗设计的初步阶段。     

Numerical Simulations of Backward-to-Forward Leaky-Wave Antenna with Composite Right/Left-Handed Coplanar Waveguide

A composite right/left-handed （CRLH） coplanar waveguide （CPW） structure and its leaky-wave antenna （LWA） with continuous backward-to-forward scanning applications are proposed. The structure of the CRLH transmission line （TL） is composed of split-ring resonators （SRRs） for left-handed （LH） series capacitance and short-circuited stubs connected between the CPW central signal line and the ground for LH shunt inductance, while the unavoidable right-handed （RH） parasitic effects series inductance and shunt capacitance are generated by wave propagation through the host transmission line. The dispersion relations are calculated and compared with the equivalent circuit model method and 3D full-wave simulations, which can be used to determine the physical dimensions of the CRLH-CPW, such as in the balanced CRLH-TL case. As a main example, a CRLH-CPW-LWA operating from 1.67 GHz to 1.80 GHz with the dispersion characteristics of the balanced CRLH-TL case shows continuous leakage frequency band （fast wave region） from LH （phase constant β 〈0, .67〈f〈1.74 GHz） to RH （β〉0, 1.74〈f〈1.80 GHz） state through the transition frequency point （β=0, f=1.74 GHz）, whereas conventional LWAs operated in RH state only provide forward scanning capabilities （β〉0）.     

《超声换能器》一书出版

在材料的无损检测、医学诊断、地球物理勘探、电子通讯(如体波延迟线和脉压线)以及许多科学研究中,超声换能器是关键部件之一。为此,改善超声换能器的性能、研制新型的超声换能器是人们十分重视的课题。有关工程技术人员和科研人员迫切希望能找到一本既有超声换能器工作原理又能较全面地反映超声换能器当今水平的著作。值得高兴的是,东南大学无线电工程系袁易全同志在教学和科研工作之余,及时撰写了《超声换能器》一书,以满足我国广大读者的需要。     

电容器通过变压器对脉冲形成线充电过程

从T模型等效电路出发,在等效电路中磁化电感两端的电压在形成线等效电容充电到第一个峰值之前变化较小这一假设之下,推导了电容器通过变压器对脉冲形成线充电的解析表达式,给出了考虑回路存在电阻和杂散电感下的表达式。最后利用电路模拟来验证解析表达式,结果表明:给出的解析表达式能够较好地分析电容器通过变压器对脉冲形成线充电过程;在形成线充电的第一个半周期内,解析理论得到的结果与模拟结果比较吻合,在原边电容和形成线等效电容可比较的情况下,从变压器耦合系数较低（不超过0.7）到耦合系数接近于1的情况都适用。