二维光子晶体波导传输分析

光子晶体是一种新兴的光学结构,其优异的光学特性可以用于制造各类光子晶体器件。本文在完整的光子晶体中引入缺陷,构造出光子晶体波导。将时域有限差分方法应用于二维光子晶体缺陷特性的分析,设计了L型、U型、直线点缺陷型等几种光子晶体波导结构,对其时域能量传输特性进行了分析,其研究结果为光子晶体传输器件的设计和制作提供了一定的理论依据。     

混凝土重力坝非黏滞阻尼地震响应分析

采用以核函数为指数函数的卷积型非黏滞阻尼模型,建立了地震作用下非黏滞阻尼结构的振动方程,引入状态变量,导出了非黏滞阻尼结构振动方程的状态空间表达式。以某重力坝为例,输入Koyna实测地震波,实现了时域精细积分法求解坝体非黏滞阻尼地震响应的算法,给出了松弛参数μ取不同数值时大坝的响应时程。计算结果表明,无论是空库还是满库,非黏滞阻尼模型的峰值响应均大于黏滞阻尼模型的峰值响应,随着μ取值的减小,非黏滞阻尼模型的峰值响应增大,说明黏滞阻尼模型的阻尼效应大于非黏滞阻尼模型。因此,目前采用黏滞阻尼模型分析混凝土重力坝的地震响应,会低估大坝的峰值响应,从而影响结构设计方案的安全性和合理性。     

光子晶体结构增强有机发光二极管出光效率的理论计算

有机发光二极管(OLED)中产生的光在进入空气的过程中,会因材料折射率的不匹配而产生全内反射现象,极大地限制了器件的出光效率,最终只有20%的光能够进入空气中。采用有限时域差分(FDTD)的理论计算方法,在OLED器件中嵌入由高折射率与低折射率材料组成的光子晶体结构,研究了不同光子晶体周期、深度以及折射率参数对器件出光效率的影响。结果表明:在可见光范围内(400～700 nm),光子晶体的深度为0.45μm、周期为1.4μm、占空比为50%以及介质1与介质2折射率为2.2∶1.0时,光子晶体OLED器件的平均出光效率提高到40.7%,平均增强系数为122%。     

基于时域有限差分法的随钻声波测井仪隔声体隔声效果的数值模拟

随钻测井环境下,钻铤纵模式波会严重干扰地层纵波的测量,因此需要使用隔声体来减弱钻铤波对地层纵波测量的干扰.采用圆柱坐标系下的交错网格技术,自行开发了一种可用于设计随钻声波测井仪器隔声体的三维时域有限差分程序.利用该程序数值模拟采用不同结构的隔声体时,硬地层井眼中的随钻单极子声波测井响应,并对这几种不同结构的隔声体性能进行评价.结果表明:采用不同结构的隔声体,对钻铤纵模式波的时延量和隔声量存在很大差异;与其他结构隔声体相比,周期性交错排列的凹槽结构的隔声体在测量地层纵波速度时具有较好的效果.     

Bandwidth optimization of a Planar Inverted-F Antenna using binary and real coded genetic algorithms

With the exponential development of mobile communications and the miniaturization of radio frequency transceivers, the need for small and low profile antennas at mobile frequencies is constantly growing. Therefore, new antennas should be developed to provide larger bandwidth and at the same time small dimensions. Although the gain in bandwidth performances of an antenna are directly related to its dimensions in relation to the wavelength, the aim is to keep the overall size of the antenna constant and from there, find the geometry and structure that give the best performance. The design and bandwidth optimization of a Planar Inverted-F Antenna (PIFA) were introduced in order to achieve a larger bandwidth in the 2 GHz band, using two optimization techniques based upon genetic algorithms (GA), namely the Binary Coded GA (BCGA) and Real-Coded GA (RCGA). During the optimization process, the different PIFA models were evaluated using the finite-difference time domain (FDTD) method-a technique belonging to the general class of differential time domain numerical modeling methods.     

二维光子晶体线缺陷波导慢光抽运增强光参量增益

推导了非线性光子晶体线缺陷波导中抽运光群速度与光参量放大增益的理论模 型. 理论结果表明, 慢光抽运可以增强光参量放大效应. 为获得相同的增益, 当波导长度不变时, 慢光波导所需的抽运光功率可以减少为普通波导的(v_gn/c)²; 当抽运光功率不变时, 慢光波导所需的长度可以减少为普通波导的(v_gn/c)², 其中n为普通波导的材料折射率, v_g为慢光波导的群速度, c为真空中的光速. 数值计算结果验证了我们的理论预测.     

基于频域二值块通序列的TDS-OFDM发射分集

在数字电视地面广播中,为了消除时域同步正交频分复用(TDS-OFDM)技术在发射分集应用中的相互干扰,提出了频域二值块通序列的设计方法。该序列频域块状连续、正交、自相关性良好,且具有零互相关特性,可以很好地满足TDS-OFDM发射分集系统对时域快速同步和相互干扰消除的要求。分析了用该发射分集系统结构和信道估计算法。仿真结果表明:和传统的单天线低密度校验编码(LDPC)系统相比,该发射分集系统在慢衰落信道下可以获得1～3 dB的分集增益。     

粗糙面及其上方任意形状截面导体目标的瞬态散射

利用时域积分方程研究了一维导体粗糙面及其上方任意形状截面二维导体目标的复合脉冲散射．在给出时域电场积分方程的基础上推导了显式及隐式MOT步进方程,计算了Gauss脉冲波照射下粗糙面加目标时中心点的电流及电场远场随时间的响应,并将计算结果与频域矩量法结合离散Fourier逆变换（MOM-IDFT）进行了对比,验证了所得方法的有效性．最后详细讨论了电流及电场远场时间响应随目标尺寸大小、距离粗糙面高度及入射角的变化情形．     

时域宽带矩阵空域滤波器设计方法

提出了一种基于FIR滤波器的时域宽带矩阵空域滤波器设计方法.首先,采用窄带矩阵空域滤波器优化设计方法,设计对应工作频带内各子带的恒定扇区响应空域滤波加权矩阵集.应用该矩阵集元素重构N个宽带基阵加权向量集,设计对应的N个恒定响应空域宽带FIR滤波器,进而构成时域宽带矩阵空域滤波器.该方法实现了对阵元接收宽带数据的时域矩阵空域预滤波,提高了系统的实时信号处理能力.计算机仿真和实验数据处理结果验证方法的有效性.     

基于全波电磁仿真的ISAR超分辨成像模拟

采用FDTD方法对ISAR转台成像模型进行全波电磁建模和仿真.仿真中采用调制高斯脉冲信号源,选取目标宽频带回波数据低、高两段频数据进行成像处理.在成像处理中,分别采用传统FFT算法和MUSIC超分辨算法.成像结果表明,实际目标的成像机理比理想点目标模型复杂很多,而且低、高不同频段的成像结果有较大差别,这一差别在理想点目标模型中是观测不到的.MUSIC算法的计算量虽然比FFT大,但其极高的成像分辨率有助于改善对实际目标的细节成像,并且有助于研究实际目标的成像机理.