双频段无线电能传输线圈的宽频建模

为了研究双频段磁耦合谐振式(MRC)无线电能传输(WPT)系统不同频段的传输性能,建立了双频段MRC-WPT线圈的宽频等效电路模型对其谐振频率进行计算和预测;并计算系统在不同频段的正向传输参数。首先测量双频补偿电路的阻抗频率特性,应用矢量匹配方法对测量所得的离散点进行有理数逼近,通过阻抗综合理论建立双频补偿电路的宽频等效模型;然后将其接入原始单频线圈的部分元等效电路构成双频段MRC-WPT线圈的宽频等效电路。最后,搭建了双频段MRCWPT系统的实验平台。结果表明了建模方法的正确性。     

含甲烷水合物多孔介质的复电阻率频散特性与模型

在获得3.5%NaCl溶液-海砂-甲烷水合物体系阻抗谱参数的基础下,通过计算得到了该体系的复电阻率数据,分析了复电阻率参数的频散特性以及水合物饱和度对其频散特性的影响,进而建立了复电阻率模型。结果表明:在0.1~1 MHz测试频率范围内,含甲烷水合物多孔介质的复电阻率存在明显频散现象;甲烷水合物饱和度与复电阻率频散特征参数密切相关,饱和度越小复电阻率频散特性越显著。当测试频率范围为0.1~10 Hz时,复电阻率幅值、实部和虚部与测试频率在双对数坐标系下呈线性关系,其斜率的绝对值与水合物饱和度之间成递减的近似线性关系;而当测试频率范围为10~1 MHz时,复电阻率幅值和实部的频散度与水合物饱和度符合递减的近似线性关系。测试条件下,含水合物多孔介质体系的阻抗谱可以用电阻和电容的串联等效电路模型来拟合,基于此建立的复电阻率模型可用来计算水合物饱和度。     

片上螺旋电感的一种新增强型单π模型

针对片上螺旋电感提出了一种新型增强型单π等效电路模型.在宽频范围内,该模型仿真数据和HFSS中电磁仿真数据呈现出很好的拟合结果.所提模型充分考虑了高频下的衬底耦合效应、趋肤效应和邻近效应,基于电磁仿真得到的Y参数,采用拟线性函数法和二端口网络分析法来解析提取电路元件参数值,且所提参数无需进行优化.将各元件参数值应用于该对称单π等效电路,在0~20 GHz范围内可以精确地模拟片上螺旋电感各参数随频率变化的特性,从而验证了等效电路模型的准确性.     

含甲烷水合物多孔介质的复电阻率频散特性与模型研究

在获得3.5%Nacl溶液-海砂-甲烷水合物体系阻抗谱参数的基础下,通过计算得到了该体系的复电阻率数据,分析了复电阻率参数的频散特性以及水合物饱和度对其频散特性的影响,进而建立了复电阻率模型。结果表明：在0.1 Hz~1 MHz测试频率范围内,含甲烷水合物多孔介质的复电阻率存在明显频散现象;甲烷水合物饱和度与复电阻率频散特征参数密切相关,饱和度越小复电阻率频散特性越显著,当测试频率范围为0.1 Hz~10 Hz时,复电阻率幅值、实部和虚部与测试频率在双对数坐标系下成线性关系,其斜率的绝对值与水合物饱和度之间成递减的近似线性关系,而当测试频率范围为10 Hz~1 MHz时,复电阻率幅值和实部的频散度与水合物饱和度符合递减的近似线性关系;在本研究的测试条件下,含水合物多孔介质体系的阻抗谱可以用电阻和电容的串联等效电路模型来拟合,基于此建立的复电阻率模型可用来计算水合物饱和度。     

变频空调压缩机电机高频参数的提取

为了分析变频空调中压缩机电机对变流器产生的传导电磁干扰(EMI)的传播特性的影响,建立了考虑输入线对地电容的压缩机电机高频等效电路模型。基于电机阻抗频率特性测量和最小二乘法拟合,提取了电机高频参数。仿真分析了各高频参数对传导EMI的影响,确定了绕组中性点对地电容是最灵敏的参数。通过在电机三相输入端和接地线间施加脉冲电压激励,比较了响应电压波形及频谱的仿真和测量结果,对模型进行了验证。结果表明:该电机高频模型及其参数提取方法是有效和准确的。     

适用于多标准的超高频宽带RFID标签天线

提出了一种宽带标签天线,该天线适用于多标准超高频射频识别(RFID)系统,由一个类偶极子辐射体和一个电感耦合馈电环构成.类偶极子辐射体包含两个变型弯折偶极子天线.这两个变型弯折偶极子天线的长度有差别,可以形成两个相近的谐振点,使得天线的阻抗(特别是虚部)在840～956MHz的范围内保持平稳,以获得与芯片阻抗在较宽频段...     

基于矩形开口谐振环的低频天线阻抗变换器

设计了一种低频波段使用的新型阻抗变换器，该阻抗变换器在0.1~3 GHz频率范围内实现由输入150 Ω到输出50 Ω的阻抗匹配。矩形开口环结构具有良好的谐振特性，通过在阻抗变换器底部开矩形开口环的方法实现单一频点的陷波特性。新型阻抗变换器其原理是基于巴伦阻抗变换器的阻抗转换特性和矩形开口环结构的谐振特性,仿真结果显示新型阻抗变换器在1.1 GHz频点与2.2 GHz频点的S12参数均在-15 dBi以下，S11参数均在-0.5 dBi以上。经过仿真验证，随着矩形开口环结构长度与位置的变化，可以实现陷波频点在0.1~3 GHz频率范围内自主调控。文中采用HFSS软件进行仿真优化，绘出S参数图，实物测试结果验证了设计结构的有效性。陷波阻抗变换器作为天线匹配终端，在射频信号采集、超宽带天线及阵列阻抗匹配等领域有很好的军事应用前景。     

用于LTCC的电感设计与建模

本论文中提出了一种低温共烧陶瓷嵌入式电感的宽频等效电路模型,此模型达到了有效的频宽,模型包含一个核心电路,五个元件组成,模拟了电长度0到的无损耗传输线,有效模拟了线圈间耦合效应和接地谐振现象,通过散射参数的测量可以提取出等效电路模型中各个元件参数,相对于传统的型等效电路只能达到第一个自我谐振点来比,本论文中提出的修正T型等效电路可达到更高的谐振点,因此频宽宽许多,论文用射频软件ADS仿真结果显示此电感模型可准确至5GHz.     

分数阶RL_αC_β串联谐振及电路仿真实验

【目的】分析和总结分数阶RL_αC_β串联电路在谐振态及邻近态的特性。【方法】首先推导出谐振频率、品质因数、谐振态阻抗及电感和电容两端电压表达式,并进行了简要分析;其次,对阻抗模幅频特性、相频特性、电流及电压幅频特性进行了理论分析及数值仿真分析,得到一些基本结论;最后,用分抗链设计的等效分数阶电容模型及模拟电感方法设计的分数阶电感模型实现了该系统的仿真电路。【结果】Multisim仿真结果与数值仿真分析基本一致,验证了相关结论的正确性。【结论】分数阶谐振更具普遍意义,谐振特性依赖于元件参数及分数阶次数,在奇数阶次附近特别敏感,随阶次变化,会出现电路感性和容性调换等现象。     

分数阶RLαCβ串联谐振及电路仿真实验

【目的】分析和总结分数阶RLαCβ串联电路在谐振态及邻近态的特性。【方法】首先推导出谐振频率、品质因数、谐振态阻抗及电感和电容两端电压表达式,并进行了简要分析;其次,对阻抗模幅频特性、相频特性、电流及电压幅频特性进行了理论分析及数值仿真分析,得到一些基本结论;最后,用分抗链设计的等效分数阶电容模型及模拟电感方法设计的分数阶电感模型实现了该系统的仿真电路。【结果】Multisim 仿真结果与数值仿真分析基本一致,验证了相关结论的正确性。【结论】分数阶谐振更具普遍意义,谐振特性依赖于元件参数及分数阶次数,在奇数阶次附近特别敏感,随阶次变化,会出现电路感性和容性调换等现象。
     

一种宽带非福斯特电路设计与实现

对一种负阻抗变换器(NIC)来实现宽带非福斯特电路特性进行了理论分析,给出了NIC的稳定性工作条件.以宽带运算放大器为核心设计了宽带非福斯特电路,对电路进行了时域和频域仿真,提出了一种负阻抗等效测试方法.仿真和测试结果都表明,设计的宽带非福斯特电路可以在几十倍频程带宽内实现负阻抗变换,且电路简单,具有很高的稳定性,证实了理论分析的正确性和有效性.     

功率超声珩磨谐振系统电匹配技术研究

针对功率超声珩磨谐振系统阻抗匹配性差的问题,提出了在超声珩磨谐振系统中接入由串联电感和并联电容构成的匹配电路。采用Matlab仿真平台得到了不同参数匹配系统阻抗特性曲线,分析了串联电感、并联电容对系统阻抗、谐振频率的影响规律。在此基础上,采用PV70A阻抗分析仪进行了试验研究。结果表明:仿真结果与试验结果基本吻合,匹配元件参数的合适选择使超声珩磨谐振系统获得了最大效率、最小输出阻抗,接入匹配电路后的超声珩磨谐振系统基本避免了因匹配差引起的加工不稳定甚至无法加工的现象。     

Mulitsim7在有源滤波电路幅频特性测试中的应用

介绍了在Mulfisim7中由集成运放构成的低通滤波电路、高通滤波电路、带阻滤波电路的幅频特性测试的方法，将波特仪测幅频特性与描点作图法测幅频特性进行了比较，得出了用波特仪测幅频特性优越于描点作图法。     

感性可调MEMS电容性膜开关的微波等效模型分析

通过对感性可调MEMS电容性膜开关等效电路模型的电磁特性分析,建立了开关的“关”态谐振频率选择模型和“开”态阻抗匹配模型.从微波等效电路的角度提出高性能感性可调MEMS电容性膜开关的设计方法,同时给出了基于这两种模型设计X波段MEMS开关的“关”态隔离度与“开”态反射损耗的电路仿真结果,与高频电磁场全波仿真结果吻合较好,具有较高的实际应用价值.     

基于矢量拟合的直流输电线路建模

针对线路传播过程中的频变现象,采用矢量拟合法进行频变直流线路建模并对其建模影响因素进行分析。通过对线路进行阻抗频率特性测量,采用矢量拟合法对测量得到的离散点进行有理函数逼近,拟合的带宽为10~0～10~(6 )Hz,得到考虑频变特性的直流线路数学分析模型,以此为基础建立其3阶线路等效模型,并对线路建模效果的影响进行了深入分析。所建立的线路等效模型与在基于实际参数的PSCAD/EMTDC(power systems computer aided design)软件中建立的直流线路仿真模型进行对比分析,其误差最大处不超过10~(-2),且在故障行波主要传输频段10~3～10~5 Hz内具有很高的精度。其结果验证了该方法具有良好的精确性和适用性。     

等效电路法在双调谐射频线圈设计中的应用

为了解决磁共振成像系统中双调谐射频线圈的设计问题,提出了一个通用等效电路模型。通过考虑线圈各导体间的互感,对各回路电流建立完整的电路方程并求解相应的特征值问题,从而获得线圈完全的谐振模式。仿真分析和实验结果表明:在130MH z以下的频率范围内等效电路法和矩量法分析结果的偏离程度小于11%。在1.5T磁共振成像系统的双调谐四端环鸟笼线圈的设计中,仿真和实验结果的偏差小于2%,即等效电路法可以高效地获得足够近似的分析结果。     

磷酸铁锂动力电池阻抗谱参数分析

以电动汽车用动力锂离子电池为测试对象,通过等效电路拟合实际测量的电化学阻抗曲线来分析电池电极系统的动力学过程,并选取等效电路模型在不同荷电状态下的参数分析不同交流阻抗组份及阻抗特性对电池充放电特性的影响。 结果表明:基于阻抗谱测试得到的等效电路模型参数有利于得出更高精度的电池电荷转移阻抗以及扩散阻抗,并且较好地区分电化学极化和浓差极化,可以用于分析不同温度和不同荷电状态的电池充放电性能。      

交流无换向器电机的稳态仿真

采用直接分析法得到交流无换向器电机在两种工作模式下的等效电路和数学模型．用所得的数学模型对系统进行稳态仿真，仿真结果与实验结果相符合     

变压器线圈暂态的频域分析

建立了变压器线圈频率依赖数字仿真模型。通过局部线圈等值电路与整体变压器线圈等值电路相结合，既可以计算整体变压器线圈的暂态电压分布，也可以计算局部线圈匝间电压分布。该模型还可以用于变压器在线条件下的暂态分析。实例计算与实测的结果吻合得很好。     

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.