采用等效介电常数时域差分法分析二维介质型光子晶体色散特性

针对差分法中难以近似处理不同介质分界面处单元差分网格中沿x,y,z轴各方向等效介电常数值的问题,提出了将"电容串并联"的电路概念引入于各方向等效介电常数的近似计算中,并导出几种非匀质单元网格中等效介电常数的计算式.采用等效介电常数的时域有限差分法计算二维介质型光子晶体的色散特性可灵活地剖分网格,既能获得很高的计算精度,又可节省计算时间和计算内存.此等效介电常数公式也可用于其他电磁问题的差分法分析,以提高计算效率.     

粗糙导体表面提取印刷电路板介质参数的微分外推方法

针对在高速传输/互连结构中小尺寸印刷电路板(PCB)金属导带表面粗糙对信号传输损耗和相移影响增大的问题,提出了一种宽频带下提取PCB板介质参数的方法。该方法基于带状线模型,首先计算表面光滑导体和粗糙导体时的表面阻抗;然后利用表面阻抗计算表面粗糙导体模型的传播常数;最后借助微分外推方法分离光滑导体下的传播常数,从而在宽频带下提取介质基板的介电常数和损耗角正切。仿真结果表明:在从直流到20GHz的频带上,分离导体表面粗糙影响后,提取的介电常数和损耗角正切与实际采用的聚四氟乙烯材料参数相比,在1 MHz下,相对介电常数误差为2%,损耗角正切为5%;在10~20GHz的高频范围内,相对介电常数最大误差为1%,损耗角正切最大误差为8.6%。该方法基于等效表面阻抗理论,在保证计算精度的同时,有效地节约了计算资源,适于在宽频带下提取PCB板的介质参数。     

两相物质介电频散特性影响因素

对于两相混合物质,传统的混合定律一般忽略内含物的几何结构及其排列方式,并且只适用于小体积内含物,为此本文基于有限元数值模拟,针对包含大体积内含物的复杂两相物,研究其介电频散特性的影响因素。借助多物理场耦合分析软件COMSOL建立两相混合物质电容模型,计算某一频宽的混合物质等效介电常数,通过调整内含物的体积、位置、个数、排列形式及其形状等参数,研究其等效介电常数的频率响应特性。仿真分析表明:当内含物体积占比较小时,内含物位置、个数与排列形式及其形状等对该混合物质的等效介电常数没有明显的影响,此时亦可通过混合公式计算等效介电常数;对于内含物体积占比大的混合物质,如数字岩心模型,以上因素对等效介电常数的影响尤为明显,此时混合公式不适用,需通过数值方法研究其等效介电常数的频散特性。     

中压组合式电子互感器的研制

在分析了电容分压器测量电压和Rogowski线圈测量电流原理的基础上,研制出组合式电子互感器。重点介绍了电容分压器、Rogowski线圈的实用技术以及组合式电子互感器传感头的结构。对于电容分压器,采用等效电容作为分压电容器,详细介绍了分压电容器的结构,特别是采用固体绝缘材料代替传统的六氟化硫气体绝缘材料;对于Rogowski线圈,采用PCB罗柯夫斯基线圈来代替传统的绕制的线圈从而提高生产效率,提高产品的一致性。     

基于折叠迷宫环的共面左手结构优化设计

左手材料在微波段的应用越来越广泛,集成化、一体化是其发展趋势.本文提出一种共面紧凑型左手结构——折叠方形迷宫环.利用三维电磁场仿真软件计算其在5.8 GHz的S参数,提取了该结构的等效参数,发现在5.8 GHz附近等效介电常数和等效磁导率同时为负.将该迷宫环以阵列形式排布于棱镜形状的基板上,通过数值实验,观察到了负折射现象和近似零折射现象,该结构可应用于天线以提高辐射性能.     

特高压变压器线圈的电场计算与分析

为了分析特高压变压器线圈周围的电场,建立了变压器高压线圈、均压管和均压球的三维实体模型.根据线圈的轴对称结构的特点,取1/4线圈进行计算.对于中部的线圈和均压管,采用二维有限元的方法,计算出电场的分布,并求出最大电场强度值.推导了多层油纸绝缘结构等效为单一介质时等效介电常数的计算公式.利用等效介电常数把线圈外的油纸绝缘...     

任意无源二端电容网络的等效电容

探讨了任意无源二端电容网络等效电容的一般计算方法，利用电荷守恒定律、静电场的环路定理以及数学归纳法等数学工具，得到了零电量方程组和回路电压方程组，证明了两方程组间的相互独立性，从而解决了任意无源二端电容网络等效电容的计算问题。     

多层水泥结构吸波材料设计与测量技术研究

本文研究一种宽带多层水泥结构的吸波材料。通过在水泥材料中加入不同比例的石墨和铁磁粉末材料，并加工形成具有多层夹心结构的结构吸波材料。为了测量该结构吸波材料的等效电磁参数，我们进一步发展了与测量参考面无关的电磁参数测量方法，提出了一个用于参数提取的非线性方程，与原有的方程相比，该函数的数学性质更好，因而在迭代求解中会提高求解的收敛速度。其次，考虑迭代求解非线性方程过程中初值的选择问题，给出了针对该非线性方程的估计置信区域半径的公式。最后，针对该结构吸波材料进行了测量与等效电磁参数的分析计算，得到了有效介电常数和有效磁导率。     

基于ANSYS的复合材料等效介电常数数值模拟

在ANSYS中建立随机分布模型,利用有限元方法计算模型中的电场强度、电位移矢量,通过本构方程法求解得到添加相对应不同百分含量的等效介电常数,将计算结果与经典的公式计算结果进行比较.在此基础上建立的不同的计算模型,研究了复合材料等效介电常数的影响因素.     

混合磁性—介电材料的磁导率和介电常数的变化规律

建立混合材料中的极化和磁化模型，引入等效退极化场和等效退磁化场的概念，推导了混合磁性—介电材料的性能参数（磁导率、介电常数）的变化规律，得到了理论与实验相吻合的结果。     

40纳米MOSFET毫米波等效电路的弱反区关键参数提取

以双端口网络的分析方法为依托,对40纳米MOSFET的毫米波小信号等效电路的弱反区参数进行提取.该等效电路基于准静态逼近,包括完整的本征准静态MOSFET模型、串联的栅极电阻、源极电阻、漏极电阻以及衬底耦合网络.元件参数提取分为寄生参数提取和本征部分提取,是通过其等效电路的开路短路法来简化等效电路以及分析Y参数所得,提取的结果具有物理意义以及其方法能够去嵌寄生效应,如器件衬底耦合.     

气体泄漏对全封闭组合电器局部放电影响的仿真分析

气体泄漏对气体绝缘全封闭组合电器(gas insulated substation,GIS)局部放电的影响有待研究,但缺少相关研究手段。为此,首先提出等效相对介电常数的概念,推导等效相对介电常数与气室压强、温度、分子数等的关系,从极化原理上分析其表征气体泄露程度的可行性;然后利用XFdtd三维电磁场仿真软件建立同轴波导结构自由金属微粒缺陷下的局部放电(partial discharge,PD)模型,仿真分析发生气体泄露后的局部放电情况;通过对特高频(ultra high frequency,UHF)电磁波时域信号与放电频谱的分析,探究气体泄漏的影响。仿真结果表明,基于等效相对介电常数气体泄漏对GIS局部放电影响的分析得以实现,同时揭示了脉冲宽度、主频、信号幅值等特征量的变化规律。     

基于传输反射原理的散射参数反演材料电磁参数的新方法

本文在传输反射原理的基础上,介绍了一种利用散射数来求出复数形式的磁导率和介电常数的计算方法.通过建立同轴线的测试模型并将一个待测的材料放入其中,测试出其散射参数,从而将它们代入算法进行求解.在文章中通过比较几种反算电磁参数方法的结果,进行优化改进,从而得到一种新的算法.该算法可以在较宽的频带内准确地得到电磁参数并且同样适用于左手介质.     

双频介电测井资料解释方法

为了提高新疆油田介电测井资料的解释质量,在综合考虑了岩石电阻率、介电常数及其频散特性与油气饱和度关系的基础上,构造了频散衰减指数法、饱和度差值法、饱和度连乘法、介电常数频散校正法、径向饱和度差值法、介电常数差值法、组合参数法、电阻率与介电常数比值法和相位差与幅度比交会图法9种定性的油气指示方法,并应用于实际资料的处理。结果表明,9种定性方法均有效果,特别是幅度比与相位差的交会图法效果更为明显,能很好地识别油气层。     

Isotropic negative permeability composite based on Mie resonance of the BST-MgO dielectric medium

Isotropic negative permeability composite, composed of BST-MgO dielectric cubes with high permittivity dispersed in the Teflon substrate with low permittivity, was designed and fabricated based on Mie resonance and the effective medium theory. Measurements and simulations showed that the dielectric composite exhibited a strong sub-wavelength magnetic resonance at the first Mie resonance and possessed isotropic negative permeability, which resulted from the displacement current excited in the cubes. The dielectric particle was equivalent to a magnetic dipole at the magnetic resonance, which could be adjusted by the size and permittivity of the particles. It may provide a convenient method to design isotropic metamaterials and invisible cloak at infrared and visible frequencies.     

A Direct Parameter-Extraction Method for GalnP／GaAs Heterojunction Bipolar Transistors Small-Signal Model

Heterojunction bipolar transistors(HBT) have been wide ly used for digital, analog, and power applications dueto their superior high speed and high current driving capabili ties. The development of HBT on the materials of GaAs andSi/SiGe has been stimulat…     

具有组分梯度的复合体系的介电响应

利用二次均质化的近似理论,研究具有组分梯度复合膜的有效介电响应,推导梯度复合膜的有效介电常数。首先,运用Bruggman有效媒质理论,得到梯度膜的z层的等效介电常数。其次,均质化整个梯度膜,求出整个梯度膜的有效介电常数。为突出梯度效应,研究在相同总体积分数的情况下,梯度构型p（z）=a（z/w）m对梯度复合膜的有效介电常数的影响。     

组分梯度膜的有效介电常数的推导

从静电场的边值关系出发,利用平均场理论和有效媒质理论近似理论,研究组分梯度膜的有效介电常数,推导出组分梯度膜的有效介电常数。     

基于支持向量机与开口波导法的电磁参数提取方法研究

本文在考虑了同轴波导转换连接的基础上建立了开口波导的有限元数值计算模型,利用建立的模型计算得到被测材料的散射参数;利用计算到的散射参数训练支持向量机,利用训练过的支持向量机对试验数据进行了预测验证。仿真结果表明,采用支持向量机预测的数据达到令人满意的结果。     

Complex conductivity and permittivity of single wall carbon nanotubes/polymer composite at microwave frequencies:A theoretical estimation

Based on an equivalent resistance-capacitance network, the complex conductivity and the relative complex permittivity of single wall carbon nanotubes （SWNTs）/polymer composite are theoretically investigated in the frequency range of 0.30-18 GHz using the logarithmic rule. Both the real and imaginary parts of the permittivities of SWNTs and polymer are considered in detail. The calculated complex permittivity spectra of SWNTs/poly（ethyl methacrylate） composite films are in good agreement with the available experimental data. The influences of SWNTs concentration on both the complex conductivity and the dielectric loss tangent of the composite are presented in the microwave frequency range. A linear relationship between microwave conductivity and frequency is found.