基于渔网结构的人工电磁材料结构参数研究

提出了一种基于渔网结构的新型低损耗改进型渔网结构左手材料,研究了其传输特性和材料有效电磁参数,计算表明其具有较宽的负折射带宽和左手带宽(介电常数和磁导率同时为负),同时数值研究了提出的结构的几何参数变化对材料电磁参数的影响.结果表明在结构参数相当大范围内保持了材料的左手物理特性.     

S型左手材料平板透镜对喇叭天线性能影响研究

根据左手材料零折射特性设计一种周期性左手材料排列的平面透镜来提高喇叭天线的增益和口径效率。S型左手材料被放置于平行波导中计算端口传输矩阵,并进一步计算S型左手材料的介电常数,调整结构参数,使其在16GHz时负介电常数为负值。将此结构所构成的周期平面透镜放置在矩形喇叭天线上端,对该天线的辐射方向图,增益进行了研究。结果表明,S型左手材料结构平面透镜的喇叭天线增益可达到19．3dB,比无透镜的同尺寸喇叭天线增益提高3．55dB。且口径效率达到64．21％。说明S型左手材料平面透镜可以大幅提高喇叭天线增益和口径效率。     

左手材料和磁性材料交替排列结构中的角度特征分析

利用4×4传递矩阵的方法,计算了含左手材料和磁性材料的多层结构的磁光科尔效应,分析了科尔旋转角和优值系数随层厚、左手材料磁导率、介电常数的变化关系.左手材料的反常共振传递特性使得薄的磁性膜可以产生大的磁光科尔效应,有望在磁光记录、完美隐身中发挥重要作用.     

具有谐振特性的双通带左手材料的设计

通过对谐振型左手材料的理论分析,提出了一种新型双通带左手材料的单元结构.该结构由E型和双谐振环形构成的谐振器与金属线组合而成,其中谐振器实现负磁导率,金属线实现负介电常数.利用电磁仿真软件,分析该材料单元结构的谐振特性,提取该结构的折射率、波阻抗以及介电常数、磁导率.仿真结果表明:该结构在其工作频段内存在2个通带,并且在这2个通带内该结构都具有左手特性.     

矩形波导加载左手介质的场特性

简要介绍了介电常数ε和磁导率μ同时为负的左手介质的奇异特性。利用场分量匹配法给出了矩形波导对称加载单片左手介质时的场特性,并求出了色散方程。在此基础上分析了单片左手介质对称加载矩形波导时不同介电常数和不同加载厚度下截止波长的变化趋势,同时绘出了不同介电常数时的β—ω曲线,在传输常数为实数时,群速度很低甚至趋近于零。     

基于折叠迷宫环的共面左手结构优化设计

左手材料在微波段的应用越来越广泛,集成化、一体化是其发展趋势.本文提出一种共面紧凑型左手结构——折叠方形迷宫环.利用三维电磁场仿真软件计算其在5.8 GHz的S参数,提取了该结构的等效参数,发现在5.8 GHz附近等效介电常数和等效磁导率同时为负.将该迷宫环以阵列形式排布于棱镜形状的基板上,通过数值实验,观察到了负折射现象和近似零折射现象,该结构可应用于天线以提高辐射性能.     

浅析双负材料的原理及应用

双负材料(又称左手材料)是指介电常数和磁导率均为负的材料,双负材料具有与普通材料不同的电磁特性.双负材料在实验上取得了突破性的进展,各种特性逐渐被实现,文章对双负材料的原理和应用进行了研究.     

左手材料

左手材料同时具有负的介电常数和磁导率及负的折射率,与电磁波的相互作用和传统材料有本质的区别。针对左手材料的基本特性及其设计与制备的一些相关问题,作了简单的总结和介绍。     

基于传输反射原理的散射参数反演材料电磁参数的新方法

本文在传输反射原理的基础上,介绍了一种利用散射数来求出复数形式的磁导率和介电常数的计算方法.通过建立同轴线的测试模型并将一个待测的材料放入其中,测试出其散射参数,从而将它们代入算法进行求解.在文章中通过比较几种反算电磁参数方法的结果,进行优化改进,从而得到一种新的算法.该算法可以在较宽的频带内准确地得到电磁参数并且同样适用于左手介质.     

Λ型四能级系统中电磁诱导的左手效应

运用密度矩阵方程理论，研究了Λ型四能级与多模光场相互作用系统中的相对介电常数和相对磁导率的性质。数值模拟表明，在适当的参数取值下，系统的相对介电常数和相对磁导率可以同时为负值，因此可以在此系统中实现左手效应。在一定范围内，连续改变相干场的拉比频率强度，实现左手效应的区域作相应的变化，并研究了在实现左手效应区间内折射率的性质。     

载人飞船座舱内壁面温度偏差的预测

为了预测载人飞船地面热平衡实验时座舱内壁面温度与太空飞行时的偏差,分析了座舱内空气对流换热的近似实验方法的局限性,指出了空气对流换热系数是影响壁面温度的主要因素。由于重力场的影响,载人飞船地面热平衡实验时座舱内的空气对流换热系数与太空飞行时不同,使壁面温度偏离于太空飞行时的真实情况。为了修正地面实验数据,提出了壁面温度偏差的预测方法。     

单相受热管移动参数模型的修正

在单相管移动参数模型的研究中仅根据时间常数来确定移动函数,不能恰当地反映实际状况。该文基于单相管理论传递函数,明确了动态参数在移动函数的选择过程中的决定性意义。借助于解析方法,发现原模型仅仅当动态参数在2左右时适用。对于不同的动态参数,需要采用不同的移动函数。因为动态参数越大则对象的纯延迟越大,所以要求移动函数的变化速度越快。以常用的高精度传递函数的响应曲线为参考比较了多种移动函数的特性。给出了由动态参数决定的移动函数的具体选取方式。结果表明,修正后的模型可以更准确地描述常用热工设备的运行状况。     

单相受热管移动参数模型的修正

在单相管移动参数模型的研究中仅根据时间常数来确定移动函数,不能恰当地反映实际状况。该文基于单相管理论传递函数,明确了动态参数在移动函数的选择过程中的决定性意义。借助于解析方法,发现原模型仅仅当动态参数在2左右时适用。对于不同的动态参数,需要采用不同的移动函数。因为动态参数越大则对象的纯延迟越大,所以要求移动函数的变化速度越快。以常用的高精度传递函数的响应曲线为参考比较了多种移动函数的特性。给出了由动态参数决定的移动函数的具体选取方式。结果表明,修正后的模型可以更准确地描述常用热工设备的运行状况。     

大型立式淬火炉温度分布参数系统参数辨识算法

以块脉冲函数为基函数,利用正交函数变换将由偏微分方程描述的分布参数系统模型转化为最小二乘形式的代数方程,在此基础上推导出大型立式淬火炉温度分布参数系统的参数辨识算法,并进行仿真和31m立式淬火炉温度控制系统应用,该算法能够满足控制规律对参数辨识实时性和精度的要求。研究结果表明：基于正交函数逼近法的分布参数系统参数辨识算法的关键在于正交函数正、反向积分运算矩阵的求解。辨识过程中考虑大型立式淬火炉温度分布参数系统模型边界条件和初始条件的影响,提高参数辨识精度,参数辨识精度为-6％～6％,保持系统的空间分布特性,算法计算量小,可以实现在线参数辨识。     

光学传递函数的研究

光学传递函数是作为评价成像质量好坏的一种重要方法。通过数值计算的方法,依据一个具体的透镜的光学传递函数,利用分离变量的方法,算出了像屏上所成的像。总结了求解该类问题的一般方法,并对该方法的优缺点进行了阐述。     

截断参数对透镜衍射场分布的影响

基于菲涅尔衍射积分和将硬边孔径函数展开成有限项复高斯级数方法推导出了计算透镜衍射光强分布的解析表达式.所得的解析表达式克服了直接计算衍射积分的困难.应用这个表达式研究了截断参数(透镜的半径与高斯光束束腰半径的比值)对透镜衍射场分布的影响.数值结果显示,由于透镜的孔径对高斯光束的截断使得焦点向着透镜迁移,截断参数愈大,焦移量愈大,成像光斑愈大.     

基于蚁群算法的GM(1,1)幂模型参数优化

为了提高GM(1,1)幂模型的精度,将平均相对误差函数和偏差平方和误差函数分别看成是幂指数、发展系数、灰作用量以及初值的函数,通过蚁群算法进行参数辨识.根据两类误差函数最小化原则得到两组参数估计值,再利用这两组参数估计值的凸组合优化模型的参数,通过最大相对误差最小化确定凸组合权系数.实例表明,基于蚁群算法和参数估计凸组合优化改进的GM(1,1)幂模型,其建模精度高于传统GM(1,1)幂模型,同时也说明该优化方法是有效的和可行的.     

Astronomy (communication arising): black holes, fleas and microlithography

Fresnel lenses allow almost perfect imaging in widely different circumstances, but their focus is perfect only for a single wavelength. Wang et al. have shown how the effective bandpass may be widened for X-ray microscopy by using a compound diffractive/refractive lens near to an absorption edge. A compound lens has also been proposed for high-energy astronomy, working well above all absorption edges. Although the scale is very different, we point out here that the principle is the same. Ever since Galileo constructed an astronomical telescope that he was able to reconfigure to study fleas and gnats, astronomy and microscopy have relied on optics that are closely related, but different in detail.     

高温气固悬浮试验台动态特性的研究

根据高温气固悬浮试验台的结构设计和实验方法的特点,采用阶跃信号测试法确定系统的动态特性参数,获取系统的传递函数,并分析了影响动态特性参数的各项因素。研究表明温度和流量是影响动态特性参数的主要因素,气体浓度对动态特性参数影响不大,可以采用传递函数来表达反应区内气体组分的浓度与烟气分析仪检测浓度之间的关系。     

性能评价方法在ADRC参数整定中的应用

针对自抗扰控制器参数较多、整定困难的问题,提出基于控制系统性能评价的自抗扰控制器参数整定方法.通过闭环系统的扰动-输出传函求解基准函数,对决定自抗扰控制器性能的参数进行优化.实验结果表明,该参数整定方法简单易行,在满足系统性能最优的前提下,能有效提高ADRC的控制效果.