透过皮肤的电磁耦合

设计了应用于神经功能恢复微电子植入系统供能模块的电磁耦合模块.通过对印刷电路板(printed circuit broad,PCB)平面螺旋线圈电学参数及其互感耦合的理论分析,确定发射、接收线圈几何参数的取值.首先进行线圈电学参数测试,然后将发射和接收线圈组合成电磁耦合模块,分别在空气和皮肤两种介质条件下进行耦合测试定量实验.实验结果表明:接收电压随发射电压线性变化;发射和接收线圈空间匹配时,相对于空气介质,皮肤介质使接收电压产生更大衰减.发射和接收线圈空间匹配可以增加接收电压;在可实现的发射电压范围内,可以获得所需的接收电压.     

磁耦合谐振式无线电能传输系统多负载特性研究

针对发射线圈面向两个平行的小型接收负载线圈电能传输情况进行研究,搭建带有频率跟踪装置的双线圈结构磁耦合谐振式无线电能传输装置平台,并在该平台上对单/双负载线圈的发射线圈间距离（以分米级为单位）与传输效率之间的关系进行实验.单负载实验结果与仿真结果吻合度很好,但实测效率普遍比仿真效率要差;多负载实验仿真模型能正确反映传输效率随线圈间距的变化情况,实际实验测量数据与仿真数据相吻合.表明,应用磁耦合谐振式技术的双负载无线输电系统在分米级的传输距离下能够达到较高的传输效率.     

磁耦合谐振式无线能量传输理论研究与实验验证

针对三线圈磁耦合谐振式无线能量传输系统中线圈距离对系统性能的影响问题,分别从理论上推导出负载功率和传输效率关于线圈间距的函数表达式、计算相邻线圈最佳间距的函数关系式,提出利用求解非线性规划问题的方法求解中继线圈最佳位置。基于以上推导设计了系统软件,该软件能够根据给定的系统参数直接输出传输功率、系统效率等值并进行优化。最后通过实验验证了理论和设计的可行性,对于不同的系统可以通过理论和软件来确定各个线圈的最佳位置。     

宽频磁耦合谐振式无线电能传输系统谐振器设计

为提高谐振式无线电能传输系统的工作频率范围并定量化设计谐振器的参数,首先根据谐振式无线电能传输原理,建立电路模型方程,研究了系统传输特性与谐振器线圈参数之间的关系,在指定谐振频率、传输距离、负载和接收功率情况下,实现线圈半径及匝数等参数的选取方法.同时在谐振器参数给定情况下,仿真分析了负载功率、发射线圈电流、传输效率等传输特性随传输距离的变化特性.最终,结合所设计研制的宽频磁耦合谐振式无线电能传输系统,通过试验对理论推导和仿真计算进行了进一步验证,试验结果与理论分析和仿真结果相吻合.      

基于三微环串联阵列的8通道密集波分复用器

采用信号流程图理论与微环谐振理论设计了一种新型的基于三微环串联阵列的8通道波分复用器。采用MATLAB仿真工具对该器件输出谱进行分析,通过优化传输耦合系数、微环谐振器的半径等结构参数获得品质因子达到1 687. 09、精细度13. 59、形状因子为0. 651的输出谱。利用这种多个微环阵列耦合总线波导可以构建一个密集波分复用器结构,它也为设计制作多通道波分复用器奠定了基础。     

谐振式无线电能传输系统谐振线圈优化设计

通过耦合模理论推导出无线电能传输系统发射和接收线圈之间实现能量高效转移的条件,利用等效电路模型对磁耦合谐振线圈进行分析,通过MATLAB仿真软件,得出耦合谐振线圈各参数与传输效率的关系.通过对具体模型进行优化,模型效率明显提高,为耦合线圈的优化设计提供依据.     

两个负载接收线圈的谐振耦合无线输电系统特性分析

文中对两个负载接收线圈的谐振耦合式无线输电系统进行了建模,由此推导出系统的效率和功率表达式,进而分析了负载接收线圈与发射线圈间不同空间位置时的系统工作特性,并开展了实验研究,验证了模型和特性分析的正确性.研究表明:两个负载接收线圈处于发射线圈两侧时的输出功率和效率极值点均与位于同侧时的不同,两侧时在谐振频率处,同侧时不在谐振频率处.这为系统优化设计提供了理论依据.     

一种电磁耦合集成角度传感器的关键模块设计

设计了一种基于电磁耦合原理的集成角度传感器.该传感器由两块电路板与一片专用信号处理芯片组成,在电路板上实现了激励线圈、接收线圈和反馈线圈的设计,通过交变电磁场之间的电磁耦合完成角度信息的转换.传感器芯片设有增益编程模式、零度标定模式,可消除制作工艺与装配过程带来的误差,并实现零度标定;以CORDIC算法为核心设计了角度解码电路,经过误差补偿,大大减小了CORDIC算法在反正弦运算中的误差.经实验测试,数字电路组成的关键模块工作正确,其角度解码范围为0°～120°,误差小于0.05°,满足传感器0.5°的整体设计要求.     

脉冲涡流阵列探头与铝合金缺陷定量检测

针对航空铝合金试件体积较大的问题,建立了阵列式脉冲涡流探头有限元仿真模型,根据脉冲涡流趋肤效应及能量分布原理,设计了MAX038仿真模型产生激励信号并加载于阵列线圈上,通过优化线圈参数实现了试件缺陷的定量检测。结果表明,仿真模型激励信号加载于线圈上生成的磁场分布,与模拟激励相似但更接近实际情况。优化后的线圈提高了缺陷识别灵敏度和分辨率,在缺陷检测中表面缺陷宽度与特征信号峰值成正比,缺陷深度与特征信号峰值成指数关系。     

一种复杂环境下的磁耦合无线传输系统设计

针对无线数据传输系统中信号在复杂环境下(主要是非磁导性障碍物)传输距离短、传输效率低等问题,提出了一种线圈互感磁耦合共振模型,在此模型的基础上设计了一种基于磁耦合的无线传输系统。通过分析传输距离和传输效率与线圈参数之间的关系,并经过实验仿真和实验电路验证,该种方法可以保证信号具有较好的传输效率,确保了信号在传输中的正确性及有效性,是今后磁耦合无线传输设计中一种值得深入研究的方法。     

基于平面线圈阵列传感器的铝板材料裂纹电涡流检测

设计并研制了一种采用平面PCB板工艺制作的线圈阵列式电涡流传感器,包括采用计算公式确定了平面圆形螺旋线圈的相关参数;采用ANSOFT有限元软件进行仿真,分析了试件裂纹缺陷处涡流场的分布状态;以非铁磁性材料铝板作为被测试件,对其上的预制裂纹进行检测,证明了这种平面线圈阵列传感器工作的有效性. 结果表明,这种平面线圈阵列式电涡流传感器能够有效检测铝板上的微小裂纹,且信号幅值等输出信号参数和裂纹的几何参数之间具有较好的相关性.      

一种双线双圆极化微带天线阵列的设计

设计了一种双线双圆极化的多层印制板形式的微带天线阵列,采用缝隙耦合和微带线边馈实现天线的双极化,通过开关及圆极化器实现天线的双线双圆极化输出。通过对影响天线性能的各个参数进行优化设计,并加工了天线阵列,天线实测带宽为约15%,天线增益优于17dB。该天线单元结构简单,剖面低,可以作为大型微带天线阵列的子阵进行通信。     

基于遗传算法的磁聚焦线圈阵列设计与场分布计算

提出了以平面和圆环面聚焦线圈阵列实现磁聚焦的方案.使用经过改进的自适应遗传算法对注入阵列各子线圈电流的大小和相位进行了优化,在目标区域内较好地实现了磁聚焦.通过计算,显示了线圈阵列在优化后的电流组态下产生的磁场在计算区域内的归一化幅值分布和二维等高线图,表明了聚焦线圈阵列可在目标区域产生具有良好聚焦性能的磁场分布,并具有可同时聚焦至多个靶目标的能力.     

C波段高增益宽带准八木天线阵列

提出了一种高增益的宽带准八木天线阵列。天线为印刷电路板的形式,通过平衡微带线给印刷对称振子馈电。为节省空间,将馈线与反射器进行了一体化的设计。为提高天线单元的增益和带宽,在有源振子前方引入了寄生振子和一段介质板。为进一步提高天线增益,将天线单元组成二元阵,设计了一个宽带平衡与等功率分配的馈电网络。整个天线阵连同馈电网络印刷在一块FR4环氧板的两侧,使用电磁仿真软件CST Microwave Studio进行建模与仿真分析。根据仿真结果制作了天线阵列,在微波暗室内进行测试。结果表明,天线在(4.4—7.0)GHz的频带内反射系数小于-10 dB,相对带宽为45.6%,在整个工作频段内平均增益为6.2 dBi,达到了预期效果。     

一种适用于相控阵的超宽带双斜方形天线

宽频带是当前天线领域的研究热点之一.目前在相控阵系统中应用最广泛的印制天线有八木天线、领结型天线等.论文提出一种具有超宽带宽的新型传输带-馈线的印制天线,该天线由两个具有不同长度的平行类斜方形偶极子组成.其具有尺寸小,超宽带宽、较宽的波束宽度、增益高及前后比高等优点.通过仿真得到的VSWR和远场辐射方向图分别验证了该天线的特性.在相控阵和宽频带无线通信等领域具有良好的应用前景.     

基于遗传算法具有容错能力的图像滤波器优化设计

针对在可重构逻辑阵列中会出现一些故障单元的问题,利用遗传算法进化出适合该逻辑阵列的图像滤波器,并且考虑到结果电路的正确性、速度、功耗和复杂度等指标.实验结果验证了逻辑模块整列中存在较少故障模块时,可以生成功能上接近无故障模块时的滤波器电路.     

海伦三角形与海伦数组

边长a,b,c及面积都为整数的三角形称为海伦三角形,(a,b,c)称为海伦数组,勾股弦数组即是海伦数组。海伦数组和海伦三角形是大量存在的,文章提出了一种由勾股弦数组构造海伦数组的方法。     

乘积图的堆栈布局和队列布局

考虑图布局问题的k-栈布局以及k-队列布局问题,即将图中所有点进行线性排序后,其边集可以划分成k个内部边相互不交叉或者k个边集内部不相互嵌套的集合.图的堆栈布局问题(也称为图的书式嵌入问题)以及队列布局问题来源于多层电路板的布线以及容错处理器阵列的设计,它广泛应用于超大规模集成电路的设计以及图的绘制等各个方面.在关于图的堆栈布局以及队列布局问题的广泛研究基础上,专注于若干种乘积图布局中的堆栈布局和队列布局.     

自积分型CMOS读出电路硅光二极管阵列的性能分析

给出了自积分型（SI）读出电路（ROIC）构成的光电二极管阵列的电路结构,对该电路的工作原理进行了分析,讨论了电路工作时的电荷转移过程、传输效率、噪声等特性。该读出电路结构简单,适合大规模焦平面阵列。针对电路的具体性能参数测试,还进行了理论分析、推导和计算,最后提供了样品的测试参数。