小型无线场强探测传感器研究

近年来,微波加热因其高效性和清洁无污染等优点广泛应用于各个领域.然而,微波加热的不均匀性限制了微波作为高效加热能源的应用.通过测量和分析加热腔中的电场分布情况可以帮助设计人员改进微波加热腔体设计,提高微波加热的均匀性.现有的场强测量设备均为有线设备,应用场景极为有限.因此,本文提出了一种由探头、接收机和上位机三部分组成...     

微波技术在大脑深层信息探测的应用研究进展

微波技术对大脑信息进行探测正处于发展时期,目前正逐渐走向成熟,现已用于实体的检测与操作中。通过联合超声波、核磁等方法,完善了微波信息探测体系,增强了微波信息探测的效率。本文基于对大脑深层信息探测的3种微波技术以及现有微波探测技术中存在的问题进行总结,并对微波技术未来在大脑信息探测上的应用进行展望。通过对3种不同微波探测应用的分析,发现微波技术对大脑的探测具有巨大的潜力。这些应用可以有效地为脑部组织或人体其他组织的病态检查提供解决方案。同时,通过与人工智能结合,微波技术还可用于脑部的远程监测或身体的其他部位的远程监测中。     

基于电磁超材料的微波单向传输圆波导设计

微波隔离器是微波系统中不可或缺的器件,常见的隔离器都采用了铁氧体旋磁材料配合吸收负载实现电磁波的单向传输.这种器件虽然可以使电磁波单向传输,但是并不能改善能量的浪费问题,还增加了系统的复杂度.针对上述问题,本文基于电磁超材料设计了一种微波单向传输的圆波导,使用波导内壁涂覆折射率逐渐变化的材料来影响电磁波的传输特性,从而...     

一种销钉波导的分析方法

为了解决销钉波导端口阻抗参数计算复杂问题,采用一种新的分析方法,建立单销钉波导等效电路模型,利用级联规律,在分析三销钉波导时,把3个单销钉的等效电路级联起来进行分析,从电路角度解决销钉波导问题。把通过HFSS电磁仿真软件计算的销钉波导端口的阻抗参数与通过等效电路计算的销钉波导端口阻抗参数进行对比,两者结果一致。验证了该销钉波导等效电路的正确性以及这种销钉波导的分析方法的有效性。     

微波频率与功率对微波等离子体参数的影响

本文研究了微波功率和微波频率对等离子体参数,如电子密度、电子温度、气体温度以及火焰长度的影响。对等离子体的多物理场数值仿真是在基于有限元法的COMSOL Multiphysics中进行的。计算结果显示,等离子体电子密度、电子温度、气体温度都会随着输入微波功率的增大而增大;2450 MHz的微波等离子体相比于915 MHz的微波等离子体,具有更好的性能。同时,本文对不同输入功率下等离子体火焰长度进行了实验测量,结果显示输入功率对火焰长度仅有很微弱的影响。     

基于传输反射法的等离子体相对复介电系数测量

为解决微波激发等离子体参数诊断存在的困难问题,提出利用二端口传输反射法测量微波激励产生的低温等离子体的等效相对复介电系数。使用有限元方法设计了基于BJ22标准波导的样品测试结构,该结构能在较大的介电系数范围内,保证介电系数和端口的|S11|,φS11和|S21|参数保持较好的单调性,避免产生多值问题;通过人工神经网络对计算获得的各介电系数对应的S参数进行训练,达到足够的精确度;最后通过实验,将测量获得的S参数利用神经网络反演获得待测物质的相对复介电系数。该方法对今后测量类似等离子体、复介电系数实部为负的特殊材料的介电常数具有一定的指导意义。     

一种新型连续流生物柴油微波反应器仿真与设计

生物柴油作为一种新型的清洁能源被越来越多人重视。现有利用化学法制备生物柴油方法,普遍存在反应时间长,能耗大,环境污染严重等缺点。针对以上缺点,设计了一种新型连续流的微波反应器用于制备生物柴油,通过COMSOL Multiphysics软件,将电磁场、化学反应动力学、层流和传热传质进行多物理场耦合来模拟反应过程,通过分析反应物流速对温度的影响,盘管匝数、盘管螺旋尺寸以及腔体尺寸对能量利用率的影响,整体优化反应器结构尺寸,实现了93.7%的微波能量利用率。     

基于缝隙波导的多频微波加热研究

微波因其高效、绿色无污染等优点在加热领域应用广泛,但加热均匀性差限制了它的进一步发展。本文基于波导缝隙天线理论和磁控管的非线性响应特性,设计了一个以波导缝隙阵列天线为辐射器的加热系统。利用磁控管的非线性响应特性输出多个频率的微波以丰富电磁场的模式,设计了基于横向缝隙波导和纵向缝隙波导的两种辐射器,建立了微波加热的多物理场模型,以模拟多个频率的微波通过缝隙波导加热物体的效果,并分析了不同参数如缝隙、频差等对加热均匀性及效率的影响。     

一种基于神经网络的复介电常数测量装置

物质的复介电常数反映了物质对微波的吸收和透射能力,为了提高微波工业应用中能量的利用效率,能准确测量物质的介电常数就显得尤为重要.本文设计了一种在2.45 GHz下的单端口圆柱腔体测量装置,内置聚四氟乙烯容器放置待测物质,避免化学溶液与腔体的金属发生反应影响测量准确性.使用圆形贴片天线向腔体内馈波,提高物质吸收微波的均匀...     

基于变换光学的微波加热用超表面数值研究

由于单个微波源的功率值有限,工业上往往采用多源微波加热以满足大功率需求.然而,额外的微波馈口将增加端口间耦合,可能引起微波源损坏.因此,提出一种基于变换光学的新型超表面,使微波在进入加热腔体的方向上正常传播而在相反方向被阻挡,从而减少功率反射和耦合.在二维数值模型中,采用反向传播神经网络优化了超表面的介电性能,使得单源...