边缘负载FBAR谐振器有限元仿真分析

外部激励施加于薄膜体声波谐振器(FBAR)时会激发纵向与横向剪切的振动,引发能量损耗,为了减少寄生谐振,降低FBAR器件的工作损耗,提高器件的品质因数,故需要抑制横向剪切振动。该文采用有限元仿真法讨论了顶电极边缘负载参数对FBAR器件横向寄生的影响,并通过COMSOL仿真软件实现且制备了结构完整的谐振器。测试结果表明,负载结构可有效提升器件品质因数约10%。     

手臂电磁通道特征研究

依据现有研究结果和未来体域网发展趋势研究了手臂电磁通道特征.将两个同样工作在5.8 GHz、尺寸为4 cm×4 cm的全织物贴片天线作为收发两端,研究竖直状态下手臂的传输特征;再依据自然行走状态,模拟前摆最大值位置、自然下垂和后摆最大值位置手臂的动态过程.通过对天线在空气和手臂不同位置上传输特征的对比分析,确定表面波对传输特征的影响,并采用曲线拟合方法获得相对路径损耗预测模型;通过对比手臂三种自然状态的实测结果,建立路径损耗的预测模型.研究表明,对自然下垂状态下的预测模型进行简单的修正即可较好地预测前摆和后摆时的路径损耗.     

新型电阻膜吸波体在封装辐射抑制中的应用

为抑制封装系统中无意的电磁辐射,设计了一种单元尺寸为0.079λ_L×0.079λ_L、厚度为0.057λ_L的新型电阻膜超材料吸波体结构.该电阻膜超材料吸波体通过在玻璃基板的两侧溅射氧化铟锡薄膜,并在顶层设计图案化的强耦合结构实现了超带宽吸收.通过仿真和实物测试证实了该吸波体结构在17～41 GHz频率范围内具有90%以上的吸收率.为了进一步研究其电磁辐射抑制能力,将该吸波体应用于封装系统模型中,仿真结果显示在18～47 GHz频率范围内3 m辐射电场明显降低,最佳抑制效果达到18 dB.所有结果表明所提出的电阻膜吸波体具有小型化、超宽带、极化不敏感和角度稳定的特性,其良好的辐射抑制能力为封装系统的辐射超标问题提供了新的解决思路.     

光学微纳结构红外隐身技术研究进展(特邀)EI北大核心CSCD

随着红外探测技术手段的多样化发展,红外隐身技术的需求日益迫切。由于传统的红外隐身技术面临着多途径目标探测和多功能兼容的严峻挑战,因此研究光学微纳结构红外隐身技术有着十分重要的意义。基于局域共振机制的亚波长尺度的光学微纳结构,极大地丰富了人们对光的传输行为的调控。在红外隐身技术领域,光学微纳结构可以针对红外辐射特性进行材料和结构的精细化设计,从而满足理想红外隐身发射光谱的需求,为发展更加多光谱、多功能、自适应的红外隐身技术提供全新的解决方案。文中围绕红外隐身技术的相关研究,首先介绍了多层薄膜吸收体、金属表面等离子激元、基于相变材料薄膜可调吸收体、智能化设计光学微纳结构实现光谱响应的基本原理,在此基础上,重点回顾了近年来基于光学微纳结构的红外隐身技术新特点,包括多光谱红外隐身技术、多功能红外隐身技术、自适应红外隐身技术的发展现状。最后,梳理了光学微纳结构红外隐身技术所存在的不足及面临的困难并对未来的研究方向和发展趋势进行了展望。     

差分环行器的研究进展

基于时空调制(STM)的单端环行器因其输入信号和调制信号的混合,在接近所需频带处将受到互调产物(IMP)的影响,这些IMP不仅会对相邻通道造成干扰,还会限制调制参数。差分环行器通过匹配两个单端环行器,以180°相位差的调制信号分别调制两个单端环行器,从而消除IMP,有效地改善了环行器的插入损耗、带宽及功率容量等指标,提高了环行器的性能,并降低了对调制信号的要求。该文描述了差分环行器的基本原理,对差分环行器的电路结构、调制方式及测试方法进行了总结。对比分析表明,差分体声波(BAW)环行器在插入损耗、隔离度及功耗等方面表现出优异的性能,有望取代大多数商业系统中的铁氧体环行器。     

基于钛相变边缘传感器的超导单光子探测器特性

研究了基于钛TES的超导单光子探测器的特性,器件尺寸范围为5 μm×5 μm到20 μm×20 μm,集成光学腔体后在1 550 nm波长实测的系统探测效率最高达到72%,最佳能量分辨率为0.26 eV。在此基础上,采用二流体模型提取了基于钛TES的超导单光子探测器的特性参数（包括温度灵敏度、电流灵敏度、热容等）,并模拟计算了基于钛TES的超导单光子探测器的响应时间和能量分辨率,与实验结果完全吻合。结果表明优化探测器尺寸和临界温度,可以同时达到高探测效率和高能量分辨率,实现光子数可分辨的高性能单光子探测器。     

激光粉末床成形316L不锈钢多孔结构力学性能研究

以激光粉末床熔融(LPBF)技术成形的316L不锈钢体心立方型(BCC)多孔结构为研究对象,利用有限元分析法对不同长径比杆件的体心立方型多孔结构进行了准静态压缩过程模拟,分析了其微观力学响应和应力-应变特性。制备了体心立方型316L不锈钢多孔结构样件,对样件进行了准静态压缩试验,分析了具有不同几何参数的多孔结构的应力-应变特性和变形失效机制,并对比分析了仿真和力学试验的结果。研究结果表明：当成形样件杆件的直径从0.4 mm增加到1.2 mm时,杆件直径的相对误差从15.00%下降到6.08%,直径越大,相对误差越小,等效弹性模量从59.87 MPa增加到3356.21 MPa,压缩屈服强度从1.02 MPa增加到33.88 MPa;有限元分析法与力学试验得到的等效弹性模量和压缩屈服强度的平均相对误差分别为9.11%和7.86%。     

透明吸波体综述北大核心CSCD

吸波体是一种带有损耗特性的周期结构,能够吸收电磁波,将电磁能转化为热能,降低反射的电磁波能量。随着应用场景的特殊化,吸波体朝着特殊领域、特定功能、更具针对性的方向发展。由于各类含有光学窗口的应用环境对抗电磁干扰需求的不断提高,吸波体光学透明化成为研究的重点方向。为了对透明吸波体的发展状况有系统的认识,文章以制造材料为脉络梳理了近年来可见光透明吸波体的研究现状,包括氧化铟锡(ITO)、金属网栅、石墨烯等,综述了以它们为材料制备的透明吸波体优缺点以及发展趋势,最后对透明吸波体的未来发展进行了展望。     

基于掩星观测的全球低纬地区电离层不均匀体形态分析

基于气象、电离层和气候星座观测系统（Constellation ObservingSystem for Meteorology, Ionosphere and Climate, COSMIC）掩星闪烁指数观测数据,将遮掩点的位置作为电离层不均匀体出现的位置,对比分析了电离层E区不均匀体和F区不均匀体随时间、空间、太阳活动和地磁活动的变化. 发现E区闪烁主要出现于夏季半球的中纬地区;而F区闪烁主要出现于春秋季的磁赤道和低纬地区,受到地磁场的强烈控制. 除季节因素外,太阳活动对E区闪烁的影响并不是基本的,而赤道异常和赤道附近的F区闪烁受到太阳活动的显著控制:相比太阳活动低年,高年的F区闪烁强度更大,且扩展至更高的纬度. 地磁扰动时,中低纬地区电离层E区闪烁的全球分布与地磁平静时相似,但是闪烁的强度总体上略有增加,尤其是凌晨时段（00:00—06:00LT）;中低纬地区电离层F区闪烁的全球分布也与地磁平静时相似,但是闪烁强度明显增加,且扩展至更高的纬度,尤其是00:00—06:00LT及18:00—24:00LT的太平洋扇区. 两者对比表明,电离层F区闪烁对地磁活动更为敏感. 将COSMIC掩星与天基原位观测的闪烁出现率结果进行对比,发现掩星手段不仅可以反映全球尺度的电离层不均匀体变化特征,包括它随季节/经度、地方时、太阳活动和地磁纬度的变化,而且可以反映电离层不均匀体随高度的变化,这是以往的观测手段难以拥有的.     

基于IVCCS的三维点云配准算法

针对传统迭代最近点(ICP)算法在数据丢失以及存在噪声点的情况下配准时间过长、精度较低等问题,提出了一种基于改进的体素云连通性分割(IVCCS)与加权最近邻距离比相结合的配准算法。利用双阈值体素去噪剔除初始种子体素中的噪声体素,解决原本体素云连通性分割算法(VCCS)中因单一约束条件导致种子体素错误剔除的问题,同时将体素云分层去噪来加快配准的运算速度;利用流约束聚类提取点云中的特征点,并依据最近邻距离比验证特征点是否为重合点,赋予不同的权重优化ICP最小目标函数,从而加快配准速度。实验结果表明,该算法相对于传统ICP算法迭代次数减少,在精度与速度方面均有显著提升,相比于基于快速点特征直方图(FPFH)的ICP算法配准精度提高了8.5%~24.7%,速度上提高了65.6%~92.3%,迭代次数减少了16.6%~38%。