基于光敏玻璃的垂直互连通孔仿真与电镀工艺研究

本文对玻璃通孔与硅通孔垂直互连结构进行了电磁场仿真,并对比了两者的高频传输特性,结果显示在20GHz处,玻璃通孔与硅通孔的插入损耗分别为-0.024dB和-1.62dB,玻璃通孔的高频传输性能明显优于硅通孔.基于光敏玻璃衬底,采用高刻蚀速率的湿法腐蚀方法,获得了深宽比为7:1的玻璃通孔,孔阵列均匀性良好,侧壁粗糙度小于1μm.对不同电流密度下的玻璃通孔填充工艺进行了仿真分析,结果显示在小电流密度下,开口处的电流密度拥挤效应改善明显,铜层生长速度更为均匀,但沉积速度较慢.基于仿真结果,进行了电流密度为1ASD下的通孔填充实验研究,结果显示填充效果良好,120μm的TGV中铜层生长均匀,70μm的TGV中的缝隙较小.      

GTEM小室交叉极化特性及三维场均匀性FDTD分析

采用时域有限差分法评价了1 GHz以内吉赫兹横电磁波(GTEM)小室的交叉极化特性和三维场均匀性.根据IEC 61000-4-20标准,采用9点网格法分别对测试区的1/3和1/2内导体高度区的场分布特性进行了宽频带分析,并以测试区中心截面的名义场强为参考评估了沿纵向的场均匀性.计算结果表明:在1/3内导体高度区,三维场均匀性满足6 dB限制,但工作频率超过一定频带后,交叉极化分量满足小于主分量6 dB要求较为困难;随频率和测试区的增大,交叉极化特性和场均匀性下降,但较易满足放松要求.经实验证实计算结果准确可靠.     

宽频带超材料微波吸收结构研究

将3D超材料吸波结构和磁性吸波材料相结合使用,对宽频带微波超材料吸收结构进行了设计优化和电磁场仿真研究.利用磁性材料本身的电磁波吸收性能和周期性超材料吸波单元的频率可设计性,并充分考虑了3D渐变单元的电磁场匹配和多次反射吸收的情况,设计了由圆台形单元组成的周期性吸波结构:每个圆台由20层尺寸渐变的金属谐振单元和以羰基铁粉为吸波填充材料的磁性复合层相间堆叠而成.采用电磁仿真软件CST Microwave Studio进行了结构设计以及吸波效果和电磁场分析,结果表明:此结构在4.5 G～18 GHz频率范围内电磁波吸收效果较好,正入射的吸收率大于90%.仿真和分析结果也表明,吸波材料和超材料相结合,在厚度不超过5 mm的情况下,所能够实现的吸波频率的下限约为4 GHz.     

机箱屏蔽设计和屏蔽效果测量

分析了机箱产生电磁泄漏的机理,介绍了机箱电磁屏蔽的设计方法和利用GHz横电磁波室(GTEM Cell)测量机箱屏蔽效果的方法.在GTEM Cell内对采取不同屏蔽措施机箱的屏蔽效果进行了测量,给出了定量的数据.为提高机箱的屏蔽性能,提供了理论依据和实验数据.     

基于虚拟方法的混响箱设计及实验验证

混响箱常用于材料隔声、吸声实验研究中,因此混响箱的设计对于实验的可靠性有着重要影响.混响箱的传统设计都是基于混响声场特性,其效率较低,可靠性也较差.为此,设计了一种复合结构的混响箱模型,通过统计能量分析(SEA)法对复合结构的隔声特性进行了仿真分析,用边界元方法(BEM)模拟混响箱内的声场分布,依据仿真结果对模型进行优化,最终获得具有足够隔声量和均匀声场的混响箱模型.对基于仿真模型制作的混响箱进行隔声实验,结果表明,在400,Hz以上频率范围内,混响箱的隔声量高于50,dB;混响箱内不同位置的声压级相差不超过3.5,dB.镁合金板的隔声实验结果与质量定律及统计能量分析所得结果吻合良好.可见,采用复合结构箱体能实现良好的隔声效果,借助于统计能量法和边界元方法对混响箱进行设计是行之有效的.     

电磁场与电磁波仿真实验教学研究

电磁场与电磁波是许多高校电子信息工程类专业的基础课程之一。文章分析了传统电磁场与电磁波教学的基本方法与不足之处,提出了将仿真实验辅助教学与理论教学相结合的教学方法,给出了电磁仿真软件HFSS在传输线教学中的实例并分析了其现实意义。实践证明,将仿真实验辅助教学引入到电磁场与电磁波教学过程中,有助于提高学生对课程学习的兴趣,激发学生的学习热情,提高学生对抽象理论的理解,显著提高课程的教学质量与教学效率。     

半电波暗室中场均匀性校准窗口的选择问题探析

电子电气设备在进行射频电磁场辐射抗扰度试验中,为了保证试验的有效性和重复性,需要对场均匀性进行校准。文中介绍了场均匀性校准的要求和方法,并以80MHz~1GHz10V/m的校准场强为例,分别选择1.5m×1.5m和0.5m×0.5m两个窗口对均匀域进行校准。然后从场强分布、场强差值分布、定点场强实测等方面对这两个窗口的校准结果进行分析、对比,结果表明小窗口的场均匀性要明显优于大窗口。最后文章建议按照被测件(Equipment Under Test,简称EUT)的尺寸来选择校准窗口的大小,在窗口覆盖EUT的前提下尽量选择较小的尺寸,对于过大尺寸的EUT可采用部分照射法。这样不仅更好地保证了试验的有效性和重复性,而且还提高了场均匀性校准的效率。     

电磁场与电磁波实验教学的研究与探索

电磁场与电磁波是很多电子信息类高校的重要基础课之一,其核心内容是讲述如何分析电磁现象的方法,使学生明白电磁场与电磁波所涉及的基本规律、基本计算方法及应用。针对课程难教和学生难学的现状,将理论教学和实验教学相结合尤为重要。从实际情况出发,研究和探讨将仿真软件和硬件实验相结合的方式进行电磁场与电磁波实验教学,将简单的验证性实验演变为启发性实验,有效地改善了实验教学效果,强化了理论与实际的结合,激发了学生的学习兴趣。     

电磁场与电磁波实验仿真系统

电磁场与电磁波实验仿真系统是利用计算机仿真技术,对电磁场实验中DH926A型电磁波综合测试仪进行仿真,该系统的虚拟仪器可以代替实际仪器进行相关实验,实现仪器外观相像、实验操作相像和实验结果相像等教学实践要求．该仿真系统由三维显示模块、用户界面模块、数据处理模块和控制模块组成．详细介绍了仿真系统的关键技术,选用专业的零件设计软件SolidWorks进行三维实体建模,使用OSG（OpenSceneGraph）和C＋＋技术进行编程实现实验功能,还创新性提出了仿真系统在效果上保留人为误差的思想．该系统在技术上通过使各模块保持独立,提高了系统的可扩展性,不仅为开发新的实验内容提供方便,也为类似项目开发提供参考．     

基于二叉分形树的宽带微带天线

采用二叉分形树结构设计了一种具有宽带特性的新型微带单极子天线。为获得宽带特性,综合应用基于时域有限差分算法的全波电磁场仿真、网络并行计算和遗传算法的天线自动设计技术对该分形微带天线进行了优化设计。根据设计结果加工制作了天线模型并进行了性能测试,测试结果同仿真计算吻合良好,并表明该天线的 <-10dB阻抗带宽达到了42.8%（从2.45GHz到3.80GHz）。     

GTEMcell非正交坐标系下的时域有限差分法分析

ＧＴＥＭｃｅｌｌ可以克服传统ＴＥＭｃｅｌｌ（横电磁波传输室）可用上限工作频率的缺点，因而得到广泛应用。     

吉赫兹横电磁波传输室连接头的优化设计

吉赫兹横电磁波(GTEM)传输室在电磁兼容测试领域应用广泛。GTEM传输室过渡连接头对GTEM传输室性能的影响较大。过渡连接头连接同轴传输线与GTEM传输室主体,是从圆形同轴传输线过渡到矩形同轴线的转换部件。如果过渡连接头处存在结构不连续,使其特性阻抗与GTEM传输室不匹配,将会引起电磁波反射和激发高次模现象,降低传输室的传输性能。根据GTEM传输室的技术要求,以传输系统阻抗连续为原则,对过渡接头内导体外表面和外导体内表面的形状进行同时设计,使内导体外表面与外导体内表面光滑过渡,过渡接头的特性阻抗与系统匹配。对前后端分别与标准同轴线和斧形件相连接部位进行结合设计,保证连接表面光滑,尽量降低突变。根据设计计算数据,通过设计软件SolidWorks对过渡接头构造精确三维模型。将三维模型导入电磁软件HFSS进行仿真测试。这样,对保证过渡接头特性阻抗恒定提供了一种有效的设计方法;可以将构建的数学模型直接导入电磁仿真软件,以便进一步分析;也可以将内、外导体三维结构数模导入数控机床加工,保证内外导体表面的精度要求。     

混响室和GTEM室中单极子感应电流相关性仿真

为了研究混响室和GTEM室电磁辐射敏感度测试的相关性,采用电磁仿真软件FEKO分别建立混响室和GTEM室的物理模型,在混响室和GTEM室共同的工作频带(80 MHz~1 GHz范围)内选取8个频点(80,150,200,300,400,500,600,700 MHz),在每个频点,对放入混响室和GTEM室的电小尺寸单极子天线上的感应电流和其所在位置的电场强度分别进行计算,对计算所得数据进行统计分析,结果表明:混响室和GTEM室中单极子归一化感应电流最大值的相关性最好,平均值的相关性次之,最小值的相关性最差。     

GTEM室频域校准系统及其不确定度评定

研究了脉冲电场的频域校准方法并对其不确定度进行了评定,针对脉冲电场的校准需求,以三维脉冲传感器为例,建立了一套基于GTEM室的频域校准系统,通过仿真和实验,对GTEM室产生标准电场的不确定度以及传感器和标准电场之间相互影响的不确定度进行了分析,通过不确定度合成,得出了在置信概率>95%时,校准的总不确定度为4.45%.在此基础上对三维脉冲电场进行了频域校准,校准结果表明,传感器在10 MHz~1 GHz内有着比较平坦的幅频响应.本文的研究对于分析电场传感器的频域校准有一定的参考意义.      

混凝土箱梁桥日照温度场的实测与仿真分析

通过对某大型混凝土箱梁桥温度场的观测,分析了混凝土箱梁在日照辐射作用下的温度变化情况和竖向温度梯度的分布规律,发现日照辐射作用下混凝土箱梁竖向温度梯度模式近似服从指数分布。建立了基于气象参数的混凝土箱梁日照温度场有限元模型,并验证了该模型的准确性。最后,计算了50年一遇气象参数条件下混凝土箱梁竖向温度梯度分布情况,结果表明,极端条件下混凝土箱梁竖向最大温差可达18.5℃。     

吉赫横电磁波室的结构设计

本介绍吉赫横电磁波室（ＧＴＥＭ ｃｅｌｌ）结构工程设计的关键问题以及为确保其性能所必需的工艺要点，给出了变张角ＧＴＥＭ ｃｅｌｌ性能实测结果。     

混凝土厚壁箱形墩温度场观测与数值模拟

在现场实测温度资料的基础上,分析了某混凝土厚壁箱形墩在日照温差作用下的温度分布,并参照国内外规范及经验公式,用指数函数形式拟合出了最大温差时刻的温度梯度模式,分析结果对研究贵州地区混凝土墩柱结构的温度分布规律及同类型桥梁的设计和施工有一定的参考价值.采用有限元程序ANSYS对箱墩温度场进行了数值模拟分析,其理论计算结果与实测值吻合较好,从而证明了用ANSYS模拟温度场的可行性.该方法同样适用于同类型混凝土结构的温度场模拟.     

基于ANSYS混凝土箱梁水化热温度场仿真分析

本文基于三维非稳定温度场的理论,应用有限元软件ANSYS,采用瞬态热分析方法对箱梁2#块水化热温度场进行仿真分析,计算各个时段箱梁各布置点的温度场分布,研究其温度的变化规律,结合实测进行对比分析。