宽阻带二阶带通频率选择表面研究

为了得到宽阻带二阶带通频率选择表面,采用三层金属层结构和两层相等的介质构成频率选择表面的微结构,阐述了宽阻带二阶带通频率选择表面的结构.采用理论计算和HFSS仿真软件进行了仿真设计,窄带理论计算结果和仿真结果一致性较好,均具有二阶带通的频率特性,仿真设计结果具有宽阻带特性,该二阶带通频率微结构单元的容差性和频率稳定性较好.设计了单元尺寸为0.017λ×0.017λ,厚度为λ/59的频率选择表面,其中λ为自由空间的波长.制作实物并测试了频率特性,实测和仿真结果一致性较好,中心频率为0.74 GHz,阻带为0.9～14.9GHz,整个阻带内的抑制度大于15 dB,相对带宽为5%,带内插损小于0.4 dB.     

不同媒质界面平面电磁波的反射与透射

利用相应的媒质界面反射、透射场方程,对平面电磁波在两种典型媒质—理想介质和理想导体表面的入射波、反射波以及透射波进行了模拟,利用模拟结果得出理想介质和理想导体的反射、透射特性.一般导电介质具有和典型介质本质不同的特征,但可以根据介质参数和电磁波频率的不同把介质近似为理想介质或理想导体.     

一种高选择性和小通带比的三通带三维频率选择表面

基于微波滤波器电路拓扑设计了一种具有高选择性和小通带比的三通带三维频率选择表面(3D FSS).该3D FSS的单元结构由空气方波导和介质方块组合而成,且介质方块上下端面均刻蚀3个同心方环.由于单元结构上下端面谐振单元之间的电磁耦合作用,原有单一的谐振模式耦合分裂为奇模和偶模两种模式,产生了多个传输零极点,形成了 3个...     

小型化宽阻带多层宽带频率选择表面研究

介绍了一种叉指电容加载的小型化周期结构的多层频率选择表面设计,提出了工作带通且具有超宽阻带频率特性的叉指电容加载结构的小型化频率选择表面.阐述了分布参数叉指加载的小型化宽阻带带通频率选择表面的组成结构,分析了这种宽阻带带通频率选择表面的机理.对分布参数叉指电容加载结构的周期小型化频率选择表面,采用了等效电路分析法和三维仿真软件进行了分析和仿真设计,仿真结果具有超宽阻带和带通的频率特性;提出的叉指结构分布参数电容加载的频率选择结构单元具有较好的容差性,在0°～60°不同入射角下具有良好的频率稳定性.根据设计的叉指电容加载的小型化频率选择表面制作并测试了频率特性,实测和仿真结果一致性较好,中心频率为2.4 GHz,阻带为3～39.6 GHz,阻带宽度超过中心频率的16倍.整个阻带内的抑制度大于15 dB,其中3～15 GHz内的阻带抑制度大于40 dB,相对带宽为10%,带内插损小于0.5 dB.     

一种宽带带通三维频率选择表面设计及分析

基于方形波导结构提出了一种宽带带通三维频率选择表面(3D FSS).所提出的FSS的单元结构由上下端面刻蚀两个相同正方形金属贴片的介质方块和空气方形波导组成,此时每个端面形成了方形槽谐振单元.在电磁耦合作用下,方形槽谐振单元原有单一的谐振模式耦合分裂为奇模和偶模两种谐振模式,由此产生了两个传输极点,从而形成了一个平坦的二阶通带,且通带3 dB相对带宽为25.12%.通过等效电路模型,阐明了该FSS的工作原理.仿真结果显示:在TE和TM两种极化方式下,以0°到45°角度入射时所提出的FSS具有稳定的频率响应.此外,该3D FSS还具有相对较小的单元结构.     

准三维频率选择表面的矢量模式分析

本文采用矢量模式法求解含多层介质和周期性金属贴片的准三维频率选择表面的散射特性.对于偶极子贴片结构给出了例算结果,其中单层情况的计算结果与近期文献提供的数据符合得很好.     

宽带太赫兹超表面带通滤波器

提出一款宽带太赫兹超表面带通滤波器,测试得到滤波器中心频率为0.344 THz, 3 dB带宽为56.6%。在对样品进行太赫兹时域光谱测试时,发现氮气的引入能够有效降低空气中水吸收引起的损耗。与以前报道的金属-介质-金属结构的带通滤波器采用电磁场或表面电流和电路模型进行物理机理描述不同,采用两种理论模型对带通滤波器分别进行了宽带传输的物理机理研究。一种是多重散射理论,一种是耦合模理论,这两种理论模型的拟合与实验测试和仿真结果一致,从而为太赫兹、微波和光波段的多层宽带超表面带通滤波器的设计提供了重要的理论指导。     

声子晶体中声子频率带隙与散射截面的关系

用平面波方法,研究了Pb圆柱体在环氧树脂基体中按周期性排列构成的声子晶体中弹性波频率带结构,同时计算了弹性波在这种二维周期性复合介质中的散射截面,阐述了声子频率带隙与散射截面的关系.     

良导体表面平面电磁波传播特征

为了更深入了解良导体表面平面电磁波的反射波和透射波性质,通过分析良导体的特征参数,对导体表面的透射波和反射波进行了模拟,并把良导体表面反射波和理想导体表面反射波进行了对比.模拟结果表明,良导体透射波的透入深度由导体参数和电磁波频率决定;良导体反射波和理想导体的差别仅在于反射波和入射波存在一个额外相位差,而其反射系数几乎和理想导体一样为1.     

具有双负折射率通带的双结构单元渔网电磁超介质的数值模拟研究

基于传统的＂金属-电介质-金属＂渔网状电磁超介质,平行和交叉排列具有不同介电常数介质板的两种单元,利用数值方法研究了两种排列方式下渔网电磁超介质的左手行为.与采用单一介质板相比,使用两种电介质板形成的双结构单元渔网结构能够使不同的单元在不同频率下谐振,表现出双负折射率通带.利用楔形结构和后向波模拟验证了两种排列方式下双结构单元渔网结构的负折射特性.利用双结构单元渔网结构,可以通过调节介质板的介电常数,同时在一个或多个频率带实现负折射,这为制作性能更为优良的多频带滤波器和变频通信微波器件等提供了一种可行方法.     

介质蜂窝等效电磁性能数值仿真分析研究

针对规则周期性介质蜂窝夹芯结构材料介电性能的等效计算,提出采用有限元数值仿真和反演计算的方法分析研究不同构型介质蜂窝单胞的几何参数对其等效介电性能的影响规律,并探讨了周期性介质蜂窝单胞的尺寸效应对介质蜂窝的等效介电性能的影响,数值结果表明周期性介质蜂窝结构材料的等效介电性能在面内具有明显的尺寸效应,随着介质蜂窝单胞数目的无限增大,介质蜂窝的等效介电性能将趋于一个均匀化值．     

高速集成电路电源网络的电容参数提取

提出一种基于矩量法的加速计算均匀介质中高速集成电路电源网络分布电容参数的方法。利用电源网络中电源线与地线交替分布且具有一定周期性的特点，引入周期单元，通过在适当的位置添加电壁和磁壁，可以显著减小求解空间。单元的格林函数解具有无穷级数的形式，收敛缓慢，采用Pade逼近对其进行加速。计算结果表明，该方法有效提高了电源网络电容参数的提取效率，且具有较高的精度。     

基于结构性改变PCFG的制备工艺研究

研究了基于结构性改变的光子晶体光纤光栅的热激法制备工艺,理论分析了此种工艺的成栅原理,采用热传导理论和有限元法研究了制备过程中光子晶体光纤中的温度场分布,以及包层空气孔结构和激光参数对成栅效果的影响。研究结果表明,利用光子晶体光纤包层空气孔周期性塌缩可以形成光栅;采用两点热激法时,能够实现能量在光纤径向均匀分布,轴向近似于高斯分布;包层气孔结构加速了成栅过程,相同光斑尺寸下,光纤塌缩所需激光功率随气孔层数和气孔半径的增大而减小;最后,对包层空气孔结构为1层到7层的光子晶体光纤热激过程进行仿真,得到了空气填充率与所需激光功率的关系。此种光纤光栅从根本上克服了传统光栅热稳定性和长期稳定性不佳的问题,在光纤传感等领域具有较大的潜在应用价值。     

介电常数对比度对光子晶体平带的影响

光子晶体是由不同介电常数材料构成的具有周期性空间排布的人工微结构.周期性调制的介电常数使得光子晶体呈现出各种各样的能带结构,其中平带因其无色散的特性引起了人们极大的关注.为了研究影响光子晶体平带的影响因素,以二维正方格子介质柱光子晶体为例,通过有限元方法,从数值上系统研究了构成光子晶体单元的两者材料的不同介电常数比值对光子晶体能带平整性的影响.研究结果表明,通过降低介质柱周围的介电常数可以获得较好的平带,从而为获得和进一步研究光子晶体近平带提供新的方法.     

论生物体内的生物元素图谱

给出了生物元素的定义,讨论了人体内存在的生物元素的由来及功能;系统地总结了 s区和p区主族元素、d区过渡元素和f区稀土元素对四膜虫真核细胞生长分裂的促进或营养作用及毒性抑制的影响,得到一定的规律性。提出生物体内存在着“生物元素平衡图谱”,它于三维元素周期表空间内展现出来,是反映生物与地球表面环境之间物质交换、能量交换达到动态平衡的标志。这样,三维元素周期表不仅揭示各元素及化合物的物理 、化学性质,看来也能在一定程度上预示它们的生物学性质。     

有限元法在表面波等离子体中的数值模拟应用

工业用平板型表面波等离子体( SWP)源具有大面积、高密度、高活性等优良性能,其建造之前必须进行结构优化,而对表面电磁波的数值模拟,可以辅助其优化设计.基于有限元法( FEM),采用Ansoft HFSS模拟软件,数值仿真了大面积矩形SWP源的电磁场空间分布.研究了开槽天线激发表面波场的特性,得出了表面波场的空间分布,...     

纳米压印过程中的聚合物流变机理

针对紫外纳米压印工艺,采用有限元软件对光刻胶的流变填充过程进行了模拟.根据紫外压印中光刻胶黏度系数小的特点,建立了基于黏性流体的模型,采用流固耦合的ALE（Arbitrary Lagrange Euler）方法,系统分析了模板的周期性、占空比、深宽比及非周期结构对光刻胶填充效果的影响.结果表明,相对于非周期模板,周期结构的模板所能引起的图形转移缺陷小;占空比及深宽比对小周期模板比大周期模板的影响大.进行了纳米压印实验,实验结果与仿真结果吻合,说明了仿真的可信,可以作为模板结构设计及表面处理工艺的依据.     

有限元法中处理周期性条件的统一公式

根据有限元法中处理周期性条件的基本方法,论证和提出了在有限元法中处理周期性条件的统一公式。该公式的表达式简洁、明瞭,适宜于编制通用性强的计算机程序,并可使处理周期性条件的计算机时间大大减少。     

导电原子力显微镜在介质薄膜电流图像检测中产生的假像

对导电原子力显微镜在介质层电流图像检测中存在的假像进行了研究。发现这种假像归因于导电探针针尖较大的直径,其大小与被检测样品表面的缺陷点、漏洞、沟穴大小相关。研究表明,为提高图像分辨率,避免检测过程中存在的假像,需要使用具有纳米直径针尖的超尖导电探针。     

山区典型地貌表土层采动滑移规律的数值模拟分析

山区采动滑移是在复杂的地形、地质及采矿条件下多种影响因素的综合结果,用有限元法从岩石力学角度出发研究采动地表和岩层内部的移动与变形的力学机制,选取了4个山区典型地貌,在整个采动覆岩至地表的全断面上进行力学模拟分析,并与实测资料分析对比,着重研究了表土层采动滑移的特点,并从中总结出山区表土层采动滑移的一般规律。