基于切向极化薄壁压电圆管的水听器研究

基于切向极化薄壁压电圆管结构研制了高灵敏度水听器。依据薄膜理论,由压电圆管的几何方程、振动方程和压电方程推导出其频率方程。通过振动分析获得圆管径向和轴向谐振频率的工程设计公式,确定了薄壁圆管结构对其接收灵敏度的影响。应用有限元法完成圆管水听器的性能仿真,制作了水听器样品,测试结果与理论分析相吻合。水听器样品在测试频段内最大接收灵敏度级达-179.1dB。     

毫米波自差频CW系统发射漏波信号对接收灵敏度的影响

针对Ka波段自差频式连续波(CW)多普勒雷达系统中发射漏波信号对接收灵敏度的影响问题,通过计算机建模仿真和实验测试,对存在发射功率泄漏干扰情况下一个接收系统前端(包括低噪声放大器和混频器)的工作性能进行了深入研究.结果表明,在收发隔离度为26 dB时,系统所允许的最大发射漏波信号功率电平为-11 dBm,接收系统前端增益恶化小于2.5 dB.根据这些参数,通过合理设计发射功率电平和收发隔离度,可以保证接收系统的探测灵敏度指标的实现.     

8mm波段被动毫米波接收机设计

在叙述被动毫米波成像特性的基础上提出了一种新型的8mm波段直接检波式接收机设计方案．由于设计过程中采用了直接检波式结构,使得该接收机避免了传统超外差式接收机体积大、结构复杂、需要本振等缺点．通过对该设计方案进行测试,结果显示,每级LNA可获得20dB左右的增益,样机检波前总增益为60dB,噪声系数为3．5～4dB,接收机带宽为30GHz左右,证明了方案的可行性．     

矢量水听器阵列矩阵空域预滤波MUSIC算法

针对矢量水听器阵列多重信号分类(MUSIC)算法分辨率低这一缺点,提出了矢量水听器阵列矩阵空域预滤波MUSIC算法.该算法充分利用矩阵空域滤波器输出数据保留阵元域的特性,通过设计一个空域矩阵滤波器对矢量水听器阵列数据进行预处理,抑制阻带扇面的干扰与噪声,且尽量保证通带扇面的信号无失真通过,然后利用MUSIC方位估计进行处理.仿真结果表明:该算法可以抑制通带扇面外干扰与噪声,通带内目标分辨信噪比门限可提高3dB.     

摆杆约束往复活塞式压缩机的虚拟仿真分析

为了了解摆杆约束往复活塞式无油润滑空气压缩机的工作性能,为新机型的设计、物理样机实验和优化提供依据,缩短研发周期,应用虚拟样机技术建立了摆杆约束往复活塞式无油润滑空气压缩机的运动仿真模型,以理论分析为基础,仿真分析了压缩机的运动特性以及主要工作部件的受力情况。仿真结果表明,与传统摇摆往复活塞式压缩机相比,摆杆约束往复活塞式压缩机的活塞和密封环对气缸的换向敲击强度较弱,气缸侧压力较小,说明采用摆杆机构对活塞的往复行为进行约束能有效减少机械噪声和延长密封环的使用寿命。对新机型进行了物理样机试验,试验结果表明,摆杆约束压缩机的空载噪声比传统摇摆压缩机的空载噪声低约2 dB（ A）、整机工作噪声则低约1 dB（ A）,密封环寿命比传统摇摆压缩机的寿命大约提高10％,仿真结果与试验结果吻合。     

双频阶梯阻抗谐振器滤波器设计

为满足无线通信需求,采用4级半波长谐振器设计了一种应用于无线局域网络(IEEE-802.11a/b/g)的双频带通滤波器。运用HFSS和Designer两种仿真软件分别对所设计滤波器的带内插入损耗和带外抑制特性通过调节阻抗比和谐振器的长度进行了仿真和优化。仿真结果的一致性表明该结构的稳定性良好,在2个中心频率为2.4 GHz和5.2 GHz的通带内,插入损耗分别小于1.6 dB和1.9 dB,相对带宽分别大于5.8%和6.7%;在频率为1.6 GHz、4 GHz和6.3 GHz处的抑制损耗达到45 dB,阻带抑制特性满足设计要求。     

Koch分形在圆极化微带天线中的应用

将分形应用于微带天线设计中,方形微带贴片边界为Koch分形曲线形式,同时用探针在贴片对角线上的适当位置馈电,从而实现微带天线的圆极化特性。采用电磁仿真软件CST Microwave Studio?对天线进行了设计,得到了可以工作于GPS系统1228MHz频段的一次和二次分形的圆极化微带天线结构参数。根据设计结果制作了天线样机,并在微波暗室内进行测试,结果表明一次分形和二次分形天线均谐振于1228MHz,相对阻抗带宽、轴比及增益分别为1.5%和1.4%、2.5dB和1.4dB、2.7dB和2.4dB。二次分形天线与一次分形天线相比,轴比特性有明显改善。     

一种响应平坦的宽带高灵敏度分布反馈光纤激光水听器

采用聚氨酯材料制作的梭形结构对分布反馈（DFB）光纤激光器进行封装，在驻波管校准声场对其进行测试，由OPD4000相位解调仪精确测量光纤激光水听器的相移量。 通过测试和数据分析，得到1 kHz处DFB光纤激光水听器的相位-声压灵敏度为-122.6 dB re rad/μPa,相当于3.8 nm/MPa； 在10 Hz~10 kHz整个频段内频响曲线非常平坦，波动小于±9 dB,并且信噪比与标准压电水听器相当。     

180度反射式电控移相器的设计与仿真

本文介绍了反射式电控移相器的基本原理及优化设计方法，并对180度反射式模拟电控移相器进行了设计和仿真。仿真结果表明此设计的电控线性度较好，插入损耗最大波动仅为0．39dB。     

4GHz微波低噪放大器的设计与仿真

文中介绍了一种基于GaAsMESFET的微波低噪放大器的设计方法。结合微波电路设计理论与仿真软件ADS2006对电路进行仿真和优化使电路在全频带内绝对稳定,原理图仿真指标达到较满意的结果,其中增益为15．112dB,噪声1．371dB。设计电路版图并对其进行协同仿真（co-simulation）,并与原理图仿真结果进行比较和分析。该放大器可广泛应用于无线通信系统中。     

基于ATF-33143设计的低噪声放大器

采用单电源供电模式,设计了一个基于E-PHEMT晶体管ATF-33143的两级低噪声放大器。在本文中采用Agilent公司的ADS对电路进行了匹配并进行了优化,最后通过S参数仿真得到了低噪声放大器的各项参数,在1.805~1.880 GHz频率范围内噪声系数小于0.45 dB,带内增益大于30 dB,输入驻波比小于2.0 dB,输出驻波比小于1.5 dB。仿真结果表明,该设计满足性能指标要求。     

高功率矩形波导可调衰减器的仿真设计与实验

为了满足微波化学反应对功率可变的要求,设计了高功率可调衰减器.利用HFSS软件计算了衰减器外壳形状和宽度对衰减量和电压驻波比的影响,得到了最优结构尺寸的高功率可调衰减器.按照仿真得到的最优结构尺寸,制作了高功率矩形波导可调衰减器.衰减器实测的最大衰减量为8.6 dB.衰减片插入波导的深度小于40 mm时,电压驻波比均小于1.1,此时最大衰减量为5 dB;插入波导的深度大于40 mm时,电压驻波比有所增加,最大值为1.55,此时最大衰减量达到10.3 dB.仿真结果与实验结果一致.     

数字样机技术在导弹发射装置设计中的应用

本文从数字样机定义和出发，针对目前导弹发射装置设计的现状，论述了数字样机在导弹发射装置设计中的作用，从概念设计到工程制造，从零件级到产品级的导弹发射装置三维实体模型发挥着越来越重要的作用，通过PDM系统进行产品数据管理，实现了数据协同处理和并行工程的开展，最后介绍了运用各种仿真软件对产品进行结构化数字仿真，如物理特性，装配干涉，运动学分析等。     

基于虚拟样机的轴向柱塞泵柱塞副仿真分析

采用虚拟样机技术对轴向柱塞泵柱塞副进行仿真分析,介绍虚拟样机子模型,通过软件接口实现子模块之间数据传递,实现柱塞副仿真模型的液固耦合和刚柔耦合;建立试验平台,通过试验测试结果验证模型的正确性,证明轴向柱塞泵虚拟样机仿真平台对轴向柱塞泵设计有很强的指导作用.仿真分析柱塞泵负载压力等级、斜盘倾角以及柱塞副间隙对柱塞副性能的影响,表明柱塞副设计是限定轴向柱塞泵压力等级和最大斜盘倾角的重要因素,适当减小间隙油膜厚度可以降低柱塞副泄露损失和摩擦损失,并有助于提高柱塞副油膜承载能力.     

低碳合金钢18CrNiMo7-6齿轮弯曲疲劳试验研究与误差分析

齿轮弯曲疲劳试验是评价齿轮弯曲疲劳性能的重要手段,为保证试验结果的准确性,探究试验过程误差对试验结果的影响。根据GB/T 14230—1993《齿轮弯曲疲劳强度试验方法》中的B试验法以跨五齿对称加载方式制定弯曲疲劳试验方案,进行有限元仿真与电阻应变片测试验证试验方案的正确性,采用升降法开展18CrNiMo7-6喷丸齿轮弯曲疲劳试验,分析齿轮几何精度、装夹误差以及设备加载精度对弯曲疲劳试验结果的影响。结果表明：试验方案计算齿根弯曲应力与有限元仿真以及电阻应变测试的结果最大误差为8.7%,满足工程需求;99%可靠度下18CrNiMo7-6喷丸齿轮弯曲疲劳极限为642 MPa,相比国标中MQ级的500 MPa提高28%,标准设计偏保守。齿轮的几何精度以及试验设备精度对弯曲疲劳试验结果影响较大,考虑误差综合作用对试验结果的影响为2.43%。     

装载机正转型工作机构的虚拟设计与运动仿真

对装载机正转型六杆机构进行三维实体建模、运动仿真和干涉检查,并对仿真结果进行分析,实现了正转型工作机构在Pro/E软件环境下的虚拟样机设计,为装载机及其他类型工作机构和相关机械装置的虚拟样机设计提供了一种可供借鉴的方法.     

高速动车组摆动式踏板应力和残余形变量分析

为验证研发的摆动式踏板的可靠性,先分析踏板的工作原理,再建立踏板的仿真模型,利用有限元软件ANSYSworkbench对其进行应力仿真分析.仿真结果表明,踏板的主要零件所受的最大应力均小于材料的屈服强度,且安全系数均大于1.1,不会发生非弹性形变.样机试验结果表明,在不同工况下残余变形量最大为0.5mm,小于标准要求(1mm),该摆动式踏板强度符合要求.     

1．8GHz微带平衡巴伦馈电印刷偶极子天线

为实现天线的小型化,借助ADS2009电磁仿真软件,设计了一种1．8GHz微带平衡巴伦馈电印刷偶极子天线。样机测试结果显示,该天线相对带宽为15．54％,增益为2．16dB,输入阻抗为49．37＋j1．605n,3dB波瓣宽度为78．8°。实测特性阻抗、回波损耗特性、E面水平极化方向及Ⅳ面垂直极化方向等电磁辐射性能与仿真结果基本相符。该天线可独立使用,或作为大型天线阵的辐射元。     

蝶型槽基片集成波导带通滤波器

利用基片集成波导的高通传输特性以及蝶型光子带隙结构的阻带特性,构建了一种新型结构的基片集成波导带通滤波器.为了验证该想法,设计了1个中心频率为4.65GHz,分数带宽为40%的滤波器,电磁仿真结果表明该滤波器在频率为3.71～5.6GHz范围内具有明显的通带特性,带内最大插入损耗约为0.4dB.利用PCB工艺制作了该滤波器的实物,使用矢量网络分析仪对其进行了测试,测试结果表明该滤波器的通带为3.78～5.76GHz,分数带宽约为41%,带内最小插入损耗为0.72dB,最大插入损耗为1.65dB.电磁仿真结果和实际测试结果较一致。     

新型定轴摆轮减速传动分析

针对目前摆线针轮减速传动需要专门的输出机构、体积大、振动大等缺点,提出了一种摆线轮作定轴传动的新型定轴摆轮传动机构。分析研究了该机构的传动原理和传动结构;推导了摆线轮基本参数计算公式和齿廓方程;设计制造样机,并在齿轮传动试验台上对该样机性能进行了测试,结果表明该减速器在额定工况下传动效率可达91.9%,最大振动速度有效值为3.09mm/s,最大结构噪声为101.6dB。