A planar Bézier profiled horn for reducing penetration force in ultrasonic cutting

An ultrasonic planar horn with a Bézier profile is developed. The first longitudinal displacement mode of the horn is exploited for high displacement amplification in order to reduce the penetration force required to enter and cut materials. The displacement amplification and stress distribution characteristics of the Bézier horn and the commonly used catenary horn are examined. The penetration force by the Bézier horn is nearly 75% of that by the catenary horn with a penetration speed of 0.25 mm/s during cutting a tissue stimulant. At a penetration speed of 0.5 mm/s, the penetration force by the Bézier horn is nearly 85% of that by the catenary horn for cutting a polymethylmethacrylate (PMMA) material. The decrease in the penetration force by the Bézier horn is attributed to the fact that the displacement amplification of the Bézier horn is 30% higher than that of the traditional catenary horn with the same length and end surface widths.     

超宽带TEM喇叭天线优化设计与实验

针对用于成像雷达系统的超宽带TEM喇叭天线进行了优化设计,兼顾辐射性能、馈入反射和小尺寸条件,采用平滑渐变结构和加载技术代替原设计,增加了低频电流的回流通道,从而改善了天线的低频特性,增强了其定向辐射能力。在理论分析的基础上对其进行了仿真,并按照仿真结果实际制作了一副天线,对天线进行了测试。仿真与实测结果表明:在电压驻波系数小于2时,该天线具有11∶1的阻抗带宽,较强的辐射能力和良好的定性辐射特性,能够满足雷达系统的需求。     

螺旋波导压缩频率调制脉冲的初步研究

利用螺旋波导对频率调制脉冲进行压缩可大幅度提高脉冲峰值功率。利用所编Matlab程序对螺旋波导的色散特性进行了计算和分析,获得了波纹幅度和纵向周期长度等结构参数对其色散特性的影响规律;给出了脉冲功率压缩比的计算公式,对不同脉宽和频带宽度、不同频率调制形式的微波脉冲通过螺旋波导后的功率压缩比进行了计算和分析。计算表明:脉冲的频率调制形式对功率压缩比影响较大;相同频率调制形式下,脉冲长度越长,工作频带越宽,功率压缩比越高。为了获得尽可能高的功率压缩比,需对脉冲的频率变化方式进行调节,使其与螺旋波导色散特性匹配。同时还需要在高的功率压缩比和高的压缩效率之间做出权衡。计算得到,当注入脉冲的脉宽为40ns、工作频带为8.8~9.5GHz、频率调制形式与螺旋波导色散特性匹配时,功率压缩比达到了15,压缩效率约为40%。     

一种新型介质加载的矩形喇叭天线

传统的卫星地面通信系统多采用抛物面天线,但抛物面天线却存在体积大、灵活性差等缺点,而喇叭天线则可以较明显地克服上述不足,但其增益较小、损耗较大。文中设计了一种新型介质加载的矩形喇叭天线,该天线有两层结构:上层为辐射结构,下层为微带-槽耦合馈电结构。辐射结构是中心为矩形喇叭孔的长方体铜板。这种结构的喇叭天线体积适中、活动方便,而且天线增益、反射系数和半功率波瓣宽度相比于传统形式的喇叭天线都有明显改善。     

波瓣波导谐振腔太赫兹回旋管的研究

以电子回旋脉塞非线性理论为基础, 结合三维电磁仿真软件, 通过导入高频场数值解替代理论解析的方法, 对波瓣波导谐振腔高次谐波太赫兹回旋管进行了理论和模拟研究. 给出了该类回旋管的起振电流、耦合系数以及注波互作用效率等重要参数, 并在此基础上设计了一只工作频率为0.4 THz, 工作模式TE₃₃模三次谐波波瓣波导谐振腔回旋管, 其电子注参数为1.0 A, 40.5 kV, 横纵速度比1.5,互作用区引导磁场为5.09 T, 输出功率达到3.3 kW.     

螺旋波纹波导被动式脉冲压缩模拟研究

研究了一种基于螺旋波纹波导特殊色散特性对输入微波脉冲进行压缩的新方法。利用3维全电磁粒子模拟软件对X波段螺旋波纹波导进行了建模,模拟分析了该波导的特殊色散特性及提高功率增益的方法,并将已有模型脉冲压缩增益提高了6.65。模拟结果表明:通过优化输入微波的频率调制特性,可以获得更加符合被动式脉冲压缩所需要的调频形式;采用改进后的椭圆波导,可以得到更有利于被动式脉冲压缩的本征模式;通过延长渐变段长度,可以减少规则段和渐变段之间不均匀性造成的微波反射,从而实现更高的脉冲压缩增益。     

加脊TEM喇叭初步研究

针对恒阻抗TEM喇叭的上下面板电流分布不对称,采用小反射理论和阻抗渐变思想并通过设计脊结构对恒阻抗TEM喇叭进行了改进,研制了加脊TEM喇叭。仿真及实验研究结果表明:对于脉冲宽度约为1 ns的高斯脉冲,通过加脊在一定程度上改善了恒阻抗TEM喇叭上下面板电流分布的不对称性和E面辐射电场的不对称性;相对于相同口径的恒阻抗TEM喇叭,加脊TEM喇叭作为辐射天线和反射面脉冲天线馈源时系统的主轴远场辐射因子均有提高。     

DYNAMIC CHARACTERISTICS OF AXIALLY-SYMMETRICAL ANNULAR CORRUGATED SHELL PIEZOELECTRIC TRANSDUCERS

The coupled extensional and flexural vibrations of an annular corrugated shell piezoelectric transducer consisting of multiple circularly-annular surfaces smoothly connected along the interfaces were investigated in the paper. Only a time-harmonic voltage is applied across two electrodes of the piezoelectric shell as the external loading. A theoretical solution was obtained using the classical shell theory. Based on the solution, basic vibration characteristics of resonant frequencies, mode shapes were calculated and examined.     

藏药牦牛角中微量元素及其特征

采用日立１８０／８０原子吸收光谱仪、ＷＹＤ－２型氢化物原子荧光光谱仪测定了传统藏药牦牛角中的Ｃｕ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｓｅ、Ａｓ,Ｈｇ、Ｐｂ、Ｃｄ等１０种元素含量。结果表明,由于牦牛生活在青藏高原这一特独生境条件下,其角含有丰富的微量元素。     

分析宽频带、双极化、恒束宽四脊喇叭的混合方法

介绍了作为反射面天线馈源的宽频带、双极化、恒波束四脊喇叭，运用有限元和模式匹配相结合的混合法详细且计算了四脊喇叭的广义散射矩阵。然后运用口面积分计算了四脊喇叭的辐射远场，给出了四脊喇叭和用四脊喇叭做馈源的反射面天线的实测结果。