零折射率超材料对喇叭天线波前相位的改善

为改善喇叭天线波前相位,获得更高的增益,提出一种3层金属网格零折射率超材料结构,将其加载到喇叭天线口径上。理论分析和提取的等效折射率表明,在7.1 GHz附近,该结构的电磁波的频率接近等离子体频率,从而使得其等效折射率接近于零,并通过劈尖仿真验证了这一零折射零的特性。当其作为喇叭天线的覆层时,喇叭天线的波前相位由球面波被调制为均匀平面波,方向图波束角变窄、旁瓣降低,并且增益提高2.6 dB。这种零折射率超材料结构调制喇叭天线波前相位的作用,为改善喇叭天线的波前相位从而实现更高增益提供一种思路,有一定的应用前景。     

密度为零的零折射率声学超材料研究

以普通波导管内部嵌入弹性薄膜为基本单元结构,构造了零折射率声学超材料.研究表明,在频率为fm=453.64Hz时能实现等效质量密度为零的零折射率超材料.在零折射率超材料两端接上截面积较大的普通波导管构造了复合零折射率超材料,利用声传输线理论和声阻抗匹配理论,分析了该复合超材料中能量传输和轴向声压分布情况.理论和仿真结果表明:尽管在零折射率超材料与普通波导管之间存在极大的几何不匹配,系统在输入声波频率为fm和Fabry-Pérot(FP)共振频率时能实现声波完全传输,且在频率fm处具有相位超耦合和传输增强等特性.除此之外,当改变复合超材料中零折射率超材料的长度D和弯曲角度θ时,发现其在频率为fm时所具有的特性不变,而FP共振频率的大小会随零折射率超材料长度的变化而改变.     

利用零相位数字滤波器检测EEG睡眠纺锤波

脑电信号是极其复杂的非平稳信号，能否有效地辨识出EEG中所包含的各种成分或者得到判断某种病理特征所需要的成分，对于发挥EEG的最大作用具有重要的临床意义。系统的相移可以改变输入信息中各分量之间的相对相位关系，因此即使系统的增益对所有频率都为常数的情况下，也有可能在输入的时域特性上产生很大的变化。讨论了FRR与RRF数字滤波方法及其实现。利用该方法可以使系统具有零相位特性，实现脑电信号的零相位失真滤波。根据睡眠纺锤波的定义，利用零相位数字滤波器，直接在时域中检测睡眠纺锤波，得到了较好的检测结果。     

自由传播矢量图解法中90°相移的探讨

通过对自由传播矢量图存在的90°相移问题的分析,得到波面上各点发出的次波相对入射波相位超前90°的结论,并在此基础上讨论了利用矢量图解处理问题的2种方法.     

零相位滤波器在波潮数据处理中的应用

在波浪、潮位数据处理中采用零相位数字滤波算法,有效地解决了传统差分滤波器在波潮数据处理时存在的相位延迟和相位失真问题。通过Maflab仿真对滤波器的滤波效果进行了比较,验证了该算法在波潮数据处理中的有效性。     

零电压零电流开关电源研制

提出一种新型的零电压、零电流全桥相移脉宽调制控制开关电源．通过采用隔直电容和饱和电抗器的方法,使电源超前臂处于零电压开关状态,滞后臂处于零电流开关状态,克服了常规相移脉宽调制控制开关电源滞后桥臂零电压开关范围窄的缺点．文中给出该电源工作原理设计特点及实验结果．     

一种折射率近零超材料的设计、制作和表征

利用人工结构制成的超材料能够实现天然材料所不具备的特性,电磁超材料作为一个新兴、多学科交叉领域,在理论探究和实验证明上都已成为近年来科学研究的热点之一,除单负和双负材料之外,电磁参数近零的超材料因其在光学隐身、天线雷达、军事等方面的应用也受到科学家的广泛关注。本文利用共振的H分形结构设计制作了在微波频段下折射率分布在[0,1]之间的微波超材料,而且利用微波波导传输线对多种变化尺度的晶胞结构进行电磁参数的测量,得到了每种晶胞结构对应的X波段折射率频谱,通过研究晶胞结构单元的等效电磁参数实现了一种折射率近零超材料,从而为实现近零折射率分布的变换光学器件如Inside-out Eaton Lens的实验研制提供了材料选择。     

光折变二波耦合环形腔中的双稳态

光折变晶体中的两波耦合引入了依赖于光强的相移和二波之间没有相位互扰的能量传榆。这种相移和传输造成含有光折变介质的光学环形腔中的双稳态。     

零拷贝技术在网络流量控制系统中的应用

分析数据包的传输过程,分析数据拷贝操作的CPU消耗和时间代价,并研究当前的零拷贝技术PF_RING,设计出一种改进的基于操作系统的零拷贝实现方法,该方法利用Linux的内存共享和DMA技术实现数据包传输过程中内存的零拷贝,同时解决了同步问题,优化了Linux的内存管理,该方法能消除数据包传输过程中内存拷贝对CPU的消耗,缩短数据包行走路径,并进行了测试,结果表明应用零拷贝后系统效率提升明显.     

基于迂回相位和几何相位复合的散射调控超表面

提出了一种基于迂回相位和几何相位复合的电磁散射调控超表面设计方法,以实现不同入射角下对电磁波的独立调控。作为设计实例,采用能够实现宽带极化转换的开口谐振环(SRR)作为超表面结构单元,通过移动和旋转SRR同时引入迂回相位和几何相位,构成超表面反射相位设计方案。当电磁波垂直入射到超表面时,几何相位设计使得散射波分裂为两束,实现了分束功能;斜入射时,大部分散射波被引导至-1阶衍射通道,通过迂回相位设计实现了波束偏折功能。仿真和测试结果均验证了其良好的散射波束调控性能。基于几何相位和迂回相位的散射调控超表面设计方法丰富了超表面操纵电磁波的自由度,并可进一步与传输相位、共振相位等复合推广到全空间散射波束调控超表面设计。     

2021年机械超材料热点回眸

近年来,受益于3D打印先进制造技术和机器学习设计方法的快速发展,机械超材料的研究取得了卓越的成果,实现了一系列自然界罕见甚至不存在的反常规、反直觉的力学性能.与自然材料不同,机械超材料的性质主要来源于人工结构而非材料本身化学组分,故而具有巨大的设计空间.2021年,机械超材料领域涌现出了一批非常优秀的工作.从机械超材料...     

零相位数字滤波器

针对通常情况下滤波器引起的相移问题,概述零相位滤波的重要意义。提出了将输出信号序列反转后通过滤波器,然后将所得结果逆转后再次通过滤波器的ＲＲＦ滤波方法。还提出通过时间反转法直接构造零相位数字滤波器方法。通过仿直实验对零相位数字滤波方法给予验证。指出零相位数字滤波器的设计方法。使数字信号处理中滤波器引起的相位失真问题得到很好的解决。     

声超常材料:负参数声学材料的实现

声超常材料是质量密度和模量可以为负的新型人工材料,其实现在概念上推动了声理论的发展,同时也为研究各种新奇性质提供了可能,从而在应用上为设计各种新型波功能器件提供了基础.对声超常材料的研究成为当前国际上的一个研究热点.对声超常材料的研究进展评述,同时对局部共振机制实现负参数的基本原理进行阐述.     

单负材料异质结构的共振隧穿模频率特性仿真研究

基于微带线理论采用加载集总元件的方法设计单负材料,当两材料的波阻抗和有效相移相等时出现共振隧穿模.针对实验制备中集总元件频率响应的限制,通过改变单负材料的厚度实现在特定集总元件情况下对隧穿频率的调节,隧穿模频率随材料厚度增大而向低频移动.     

2020年光学超材料热点回眸

 光学超材料一直是超材料学科中的重要组成部分之一，是超材料在信息科学领域中应用的重要体现。2020年，光学超材料领域的研究涌现出了一大批非常优秀的科技成果。围绕非线性光学超材料、人工智能超材料与光学超表面等方面回顾了光学超材料在2020年的研究热点。     

电磁超材料与增益材料研究现状与进展

电磁超材料是指一些具有天然材料所不具备的超常物理性质的人工复合结构或复合材料,具有广阔的应用前景.目前,电磁超材料实际设计中出现的窄带宽和高损耗等问题,限制了其进一步的应用.对于电磁超材料中贵金属结构的损耗,通过引入增益材料可降低甚至完全补偿其损耗.该文首先回顾超材料的历史发展过程,介绍其国内外的研究现状;然后归纳超材料在发展过程中遇到的问题,着重介绍如何通过引入增益材料来弥补超材料中的金属损耗.     

2020生物超材料热点回眸

 由于2020年新冠肺炎疫情的影响，生物超材料成为超材料领域的一个重要研究热点。回顾了2020年活性生物超材料和非活性生物超材料在生物领域的应用以及最新进展，展望了其发展趋势。     

电磁超材料研究进展

 简介了电磁超材料的定义、性质和分类,综述了电磁超材料研究的常用等效媒质理论、电磁参数提取方法、电磁超材料的具体实现方式、二维电磁表面及其机理、电磁超材料的典型应用等研究进展,展望了电磁超材料的发展趋势。     

降低Turbo接收机复杂度方案

从降低带比特交织的Turbo接收机复杂度的角度对其结构进行了讨论,通过对各组成部分外信息转移的研究,提出将Turbo接收机分阶段实现的方案,即开始使用带均衡器的接收机,然后使用迭代译码的比特交织编码调制系统.该方案可以减少环路,降低实现复杂度,同时减小系统时延.给出切换这两种接收机的准则后,对给定的系统在典型的符号间和干扰信道下进行了性能仿真,对比常用的Turbo接收机,迭代5次后,性能下降不到0.1dB,迭代10次后,两者性能非常接近,这表明所给方案是有效的.