Design and demonstration of a 0.22 THz gyrotron oscillator

Gyrotrons are the most powerful terahertz sources and have potential applications in many areas. A terahertz gyrotron oscillator with a pulsed solenoid producing up to an 8 T magnetic field has been designed, constructed and tested. In a 7.96 T magnetic field, 3 kW output power radiations at 0.22 THz frequency have been generated. Supported by the State Key Development Program of Basic Research of China (Grant No. 2007CB310400) and National Natural Science Foundation of China (Grant No. 1067611)     

中国高能同步辐射光源及其验证装置工程

同步辐射光源已成为众多学科前沿领域不可或缺的大科学装置.我国现有的同步辐射光源都是中、低能光源,然而与国家重大需求和工业核心创新能力相关的研究急需高性能的高能同步辐射光源支撑,因而建设一台高性能的高能同步辐射光源将为国家的重大需求提供重要支撑,并大大缩小我国与国际先进光源的差距.本文阐述了建设高能同步辐射光源的必要性及意义,分析了国内外同步辐射装置的发展现状,重点介绍了中国高能同步辐射光源的科学目标、初步方案和技术难点,并系统介绍了国家"十二五"重大科研基础设施发展规划中拟开展的高能同步辐射光源验证装置工程的建设目标和建设方案.     

94GHz二次谐波渐变复合腔回旋管研究

对94 GHz二次谐波渐变复合腔回旋管进行了系统的理论与实验研究,所研制的回旋管采用渐变结构复合开放式互作用腔、双阳极磁控注入电子枪及内置TE03-TE02-TE01模式转换器,并兼作回旋管收集极作用.设计、研制与测试了94 GHz二次谐波渐变复合腔回旋管,在注电压51 kV和注电流11.8 A下得到156 kW的脉冲输出功率,工作频率94 GHz,工作模式对TE02-TE03,平均输出功率3.05 kW,效率26%.     

星载合成孔径雷达频率源

阐述了星载合成孔径雷达频率源的国内外水平和发展趋势.讨论了三种实用的频率源.第一种是晶振倍频源;第二种是混合微波集成电路(HMIC)锁相频率合成器;第三种是采用单片微波集成电路(MMIC)的数字锁相频率合成器,这种源具有最小的体积和重量(减小10～100倍)、高的可靠性、低的功耗与成本,易于程控等优点,有广阔的应用前景。此外,还对我国星载合成孔径雷达频率源的发展提出了一些建议。     

Ka波段回旋振荡管准光输出系统CAD

基于几何光学理论和矢量绕射理论,研究了将回旋管及其它高功率微波器件的振荡输出模式转换成线极化准光高斯波束的模式变换器,模拟出了准光模式变换的辐射特性,采用Vlasov辐射器和准光反射面实现了线极化准高斯模HE11横向输出方式.     

W波段圆电模回旋振荡管准光模式变换器的理论与设计

基于几何光学导出圆电模回旋振荡管准光模式变换器的理论,确定了开口辐射器、椭圆面反射镜和抛物面反射镜的具体形状,研究并设计了一个由Vlasov阶梯型开口辐射器、椭圆面反射镜和抛物面反射镜组成的W波段圆电模回旋振荡管准光模式变换器。利用矢量绕射理论分析了此模式变换器的工作机理;编写仿真程序设计和模拟了W波段TE02模回旋振荡管准光模式变换器的变换过程。结果表明,在输出窗处工作模式被转换为场型较好的高斯波束,转换效率为73.9%。     

高速列车车内“声振”特性试验

为分析高速列车车内低频噪声主要来源,利用振动声辐射理论研究了车内声场特性与内饰板振动的关系.实验室半实物试验结果表明,内饰板振动和车内声场耦合响应特性在空气声和结构声传播过程中具有普遍适用性.应用该方法对某高速列车不同速度级、明线和隧道运行条件下的车内噪声特性进行分析.结果表明,列车运行速度越高,内饰板低频振动幅值增加越显著,这导致车内低频噪声的峰值更加突出.对于350km·h~(-1)速度工况,明线工况的低频噪声峰值主要来源于地板结构声辐射,而隧道环境下的噪声增加主要来源于侧墙和车顶结构的声辐射,并对各面板贡献度进行了定量化计算.最后,用工况噪声传递路径分析(OTPA)方法开展了噪声源贡献度定量化计算,结果表明,气动噪声所占比重最大,但振动激励的总和达60%,尤其是160Hz的峰值频率处,风机振动激励的贡献度最大.     

声振分析在机床噪声研究中的应用

机床是由不同零部件组成的复杂机械结构。本文根据刚性活塞和矩形板箱类结构的声辐射能力和特点,对C6 150车床的主要发声体进行了分析;利用谱分析和相干分析,确定了该机床的主要噪声和振动源;通过声模拟实验和声振分析计算以及振动测量,研究了床头箱体在整机噪声中的作用。研究结果表明,该车床噪声主要产生于床头箱体后壁和主轴端的振动,引起这些振动的主要原因在于箱内振动及传递,箱内空气声对整机噪声和振动几乎不起作用。     

低频脉冲磁场发生仪的研制及其生物效应研究

研制了一种极低频（ELF）脉冲磁场发生仪,其输出脉冲磁场的频率在0～1kHz、强度在0～1T范围内连续线性可调;频率、强度均采用数码显示;电源功率小于1kW。可长时间工作。采用该仪器对不同频率、不同功率及不同辐照时间的ELF脉冲磁场对小鼠的血液流变学指标。自由基指标和学习记忆能力的影响及对细菌的生化指标和质粒DNA的影响进行了研究。实验表明ELF脉冲磁场对生命体的生物效应是存在的,这种作用效果随脉冲磁场的强度和频率的不同而不同,可能存在敏感的“窗口”效应区。     

第五代移动通信网络体系架构及其关键技术

日益增长的数据流量以及智能终端的普及,导致第四代移动通信网络(4G)在容、速率、频谱等方面已经不能满足人们对网络的需求。基于此,第五代移动通信网络(5G)应运而生?在回顾移动通信近年来的发展历程的基础上,从网络部署场景、接入网?核心网三大块,总结出一种5G的网络架构,该架构具有大容量?高速率?低时延的特点?基于此架构,描述了5G的四大潜在关键技术:超密集异构部署、D2D(device to device)通信?大规模MIMO(multiple input multip leoutput)、绿色通信,同时叙述了未来研究存在的挑战。     

闪电辐射源多脉冲匹配定位方法

为匹配出更多的闪电辐射源脉冲,定位出更多的闪电辐射源位置,得到清晰的闪电发展通道,提出了一种闪电辐射源多脉冲匹配定位方法。该方法利用经验模态分解(empirical mode decomposition, EMD)方法对原始的闪电电场信号进行分解,再将分解得到的部分分量合成,将合成后的信号进行归一化并提取脉冲,依据滑动窗口内四个脉冲序列的高度比例特征和间隔特征实现相同辐射源脉冲的匹配。结果表明,利用EMD方法对闪电电场信号进行分解再部分合成,去除了原始信号中的直流分量、单调分量和低频周期分量,使信号波形更干净平稳;依据四个脉冲序列的高度比例特征和间隔特征对各测站间相同闪电辐射源的脉冲进行匹配,基于辐射源脉冲的到达时间差定位出辐射源的三维位置,可以清晰地描绘出闪电通道的发展过程。从整体定位效果来看,本文提出的闪电辐射源多脉冲匹配定位方法效果优于传统的单脉冲匹配方法。     

我国信息经济学研究的文献计量分析

以CNKI的中国学术文献网络出版总库为统计数据源,以收录的1978年至2011年34年间我国信息经济学领域的论文为研究对象,从论文年代分布、期刊发布、被引频次、下载频次、基金资助级别等方面统计分析,通过这些特征揭示我国信息经济学的研究现状和发展态势,为我国信息经济学的进一步研究和发展提供借鉴。     

纳米金属钴/膨胀石墨复合材料的制备、表征及其电磁屏蔽性能

以醋酸钴为前驱体,乙醇为溶剂,通过浸渍、干燥及H2还原,制备了磁性纳米金属钴颗粒均匀分散在膨胀石墨(EG)纳米层面的复合材料,其中纳米金属钴颗粒呈球形,粒径为300~1 000 nm,主要为金属相,含少量碳化物,属于软磁性材料.在EG纳米层板上铺展的磁性纳米金属钴颗粒有较高的磁导率,因而具有良好的低频电磁屏蔽效应.通过调控铺展在纳米石墨层板上纳米金属钴的含量可以改变复合材料的导电性与导磁性,使得复合材料在较宽的频段内具有良好的电磁屏蔽效能.结果表明,在Co含量为10%~40%时,复合材料的电磁屏蔽效能较好,例如,30%Co-EG在300 kHz到1.5 GHz范围的电磁屏蔽效能可达62~110 dB.     

Raman injection laser

Stimulated Raman scattering is a nonlinear optical process that, in a broad variety of materials, enables the generation of optical gain at a frequency that is shifted from that of the incident radiation by an amount corresponding to the frequency of an internal oscillation of the material. This effect is the basis for a broad class of tunable sources known as Raman lasers. In general, these sources have only small gain (approximately 10(-9) cm W(-1)) and therefore require external pumping with powerful lasers, which limits their applications. Here we report the realization of a semiconductor injection Raman laser designed to circumvent these limitations. The physics underlying our device differs in a fundamental way from existing Raman lasers: it is based on triply resonant stimulated Raman scattering between quantum-confined states within the active region of a quantum cascade laser that serves as an internal optical pump--the device is driven electrically and no external laser pump is required. This leads to an enhancement of orders of magnitude in the Raman gain, high conversion efficiency and low threshold. Our lasers combine the advantages of nonlinear optical devices and of semiconductor injection lasers, and could lead to a new class of compact and wavelength-agile mid-and far-infrared light sources.     

微型客车表面噪声源的识别

在某微型客车的车外加速噪声控制研究中,运用声强测量原理对某微型客车的表面噪声进行了声强测量,得到了该车的表面辐射噪声的声场分布．综合运用声功率分析方法、声强等高线图分析方法以及频谱分析方法,对其表面辐射噪声进行了声源识别和研究,确定了其主要噪声源是发动机噪声和排气噪声,而车身振动噪声、轮胎噪声、传动系噪声、进气噪声对整车表面辐射噪声的贡献较小．为确定该车车外加速噪声控制的研究重点提供了有效的参考依据．     

Phase-resolved measurements of stimulated emission in a laser

Lasers are usually described by their output frequency and intensity. However, laser operation is an inherently nonlinear process. Knowledge about the dynamic behaviour of lasers is thus of great importance for detailed understanding of laser operation and for improvement in performance for applications. Of particular interest is the time domain within the coherence time of the optical transition. This time is determined by the oscillation period of the laser radiation and thus is very short. Rigorous quantum mechanical models predict interesting effects like quantum beats, lasing without inversion, and photon echo processes. As these models are based on quantum coherence and interference, knowledge of the phase within the optical cycle is of particular interest. Laser radiation has so far been measured using intensity detectors, which are sensitive to the square of the electric field. Therefore information about the sign and phase of the laser radiation is lost. Here we use an electro-optic detection scheme to measure the amplitude and phase of stimulated radiation, and correlate this radiation directly with an input probing pulse. We have applied this technique to semiconductor quantum cascade lasers, which are coherent sources operating at frequencies between the optical (>100 THz) and electronic (<0.5 THz) ranges. In addition to the phase information, we can also determine the spectral gain, the bias dependence of this gain, and obtain an insight into the evolution of the laser field.     

我国春季大气沙尘气溶胶分布和短波辐射效应的数值模拟

利用已建立的区域气候模式与大气化学模式耦和的模拟系统 ,在气候模式中引入了起沙机制 ,同时建立了与气候模式连接的沙尘气溶胶输送模式 ,模拟沙尘的输送、扩散、沉降等过程 .通过对 1 998年 4月的模拟 ,分析得到中国地区沙尘气溶胶的主要源区分布情况、沙尘的浓度分布特点和光学厚度特征 ,并且将一次沙尘暴个例与同期卫星观测的气溶胶指数分布做了对比 .进一步模拟了沙尘气溶胶辐射效应 ,发现沙尘气溶胶能减少地面的辐射净收入 ,使南方的大气辐射收入减少 ,使北方的大气辐射收入增加 .由于沙尘气溶胶对辐射的削弱使地面气温有显著降低     

直驱电梯驱动系统直流环节电磁辐射建模与仿真

直驱电梯驱动系统产生的电磁干扰是影响系统正常运行的主要干扰源之一,其具有能量大、频带宽、难预测等特点,针对直驱电梯系统的电磁干扰问题,采用多软件联合仿真的方法对电梯驱动系统动力线缆的电磁辐射干扰进行预测研究。通过搭建电梯矢量驱动控制系统,提取直流供电电源的电流作为干扰源,在FEKO电磁仿真软件中建立直驱电梯动力线缆模型,仿真分析了在干扰源作用下电梯内外电场强度分布情况。仿真结果表明,利用多软件联合仿真方法对直驱电梯电磁兼容仿真建模具有工程参考价值。     

多智能体系统对移动放射性辐射源的环绕跟踪

针对多智能体系统对移动放射性辐射源的环绕跟踪问题进行了研究,利用一种全新的方法,证出多智能体系统在有限时间内对移动放射性辐射源群组进行环绕跟踪。通过设计三个不同的分布式估算器分别对辐射源的几何中心、环绕半径以及极角进行估计,最后将得到的估计值为环绕智能体设计分布式控制协议,使得智能体在有限时间内能够将所有辐射源包围在环绕圈内,并实现均匀分布。最后,通过MATLAB仿真验证了控制方案的有效性。     

反辐射导弹的发展及对抗措施

 反辐射导弹是压制和摧毁对方防空雷达以及各种辐射源的重要硬杀伤武器,在现代信息化战争中发挥着越来越重要的作用。梳理了反辐射导弹的发展历程,分析了其发展趋势以及对中国的电磁威胁,探讨了有效应对的对策与措施。