多电子注Millitron行波管大信号理论与计算

对于一种“捆扎式多通道”新型Ｍｉｌｌｉｔｒｏｎ型耦合腔多电子注行波管，建立了大信号理论，数值计算得到了输出功率、增益、效率等主要参数，结果表明在对称激励条件下Ｎ注管的输出功率可以达到单注管的Ｎ倍。     

大功率多电子注TWT的大信号互作用分析与计算

多电子注技术是提高行波管功率水平的一种有效方法，其慢波结构为紧密耦合的螺旋线、梯形线或耦合腔阵列。文中将对以耦合腔阵列作为慢波结构的多电子注行波管进行分析，建立大信号分析的物理和数学模型，编制大信号计算程序，给定输入功率，计算得到了多电子注行波管的饱和功率、增益和电子效率。     

色噪声作用下线性系统的随机共振

研究了当系统的固有频率和激励信号受色噪声作用时,过阻尼二阶线性中的随机共振现象。通过线性系统理论和相关删去法方法,得到了系统平均输出幅度增益的精确表达式。系统平均输出幅度增益是色噪声的强度和相关率以及激励信号的频率的非单调函数,适当的噪声参数和系统参数可以使噪声情况下的输出幅度增益大于无噪声时的输出幅度增益;通过改变噪声参数和系统参数可以提高系统的输出幅度增益。该方法适用于色噪声环境中线性系统的微弱信号检测。     

高超风洞流态监测分析系统

主研人员：李在铭刘汉宁刘镰斧张应培李方洲吴军蹄等高超风洞流态监测分析系统运用计算机、多媒体信息处理技术和视频观察与数据采集技术，自动观察、采集图像数据和图像分析，并具有多种输入／输出和显示功能，特别是对高速风洞流态图像监测与分析构成一个专用系统，其技术指标为：自动或交互式采集热图试验序列３０～６０ｓ。在前１０ｓ时，图像数据采集速度为０．５ｓ／幅，以后２ｓ／幅，每幅图像分辨率为５７３×４１６像素。高超风洞流态监测分析系统@科卞     

科研成果介绍

主研人员：莫元龙　王洁　邹长明　　白安永　谢仲怜　李庆等 宽带大功率行波管是现代通信、雷达和干扰等军事和民用装备中的核心器件。其理论和设计计算十分复杂，工艺技术要求十分精密。该软件包具有以下特点：１）考虑了谐波互作用和谐波耦合特性：其二维程序采用改进的二维宏粒子模型，提高了计算机结果的精确度；２）能计算多级速度跳变、任意位置的截断和集中衰减器；３）具有实时动态显示注波互作用全过程的功能，显示内容包括基波和谐波的输出功能、互作用效率、增益、基波谐波功率比、速度相位群聚特性等；４）用格林函数计算空间…     

具有乘性噪声的线性振荡器的随机共振

研究了具有乘性色噪声的过阻尼线性振荡器的随机共振现象。基于线性系统理论,得到了系统输出幅度增益的精确表达式。讨论了乘性噪声的强度、自相关速率以及振荡器参数对输出幅度增益的影响。研究表明,输出幅度的增益是色噪声的强度和相关速率以及激励信号频率的非单调函数。而且,适当的噪声参数和振荡器参数可以使噪声情况下的输出幅度增益大于无噪声时的输出幅度增益。     

EST增益(幅度)均衡器

增益(幅度)均衡器是用于功率行波管和行波管放大链作为增益均衡,是行波管的主要配套器件之一。EST增益均衡器采用了自行设计的新型双套筒螺纹谐振式、单套筒埋头螺纹谐振式两种类型,可以配置成可调插损式或固定插损式两种工作型式。由于解决了设计、调谐、传输与匹配技术、吸收材料的配置与粘结工艺等关键技术、EST增益均衡器具有结构新颖、性能     

多电子注毫米波耦合腔行波管线性理论

对捆扎式多通道慢波结构采用等效线路模型，对电子注利用空间电荷波模型分析了一类多电子注耦合腔行波管的线性行为，计算了某一例证的小信号特性。结果发现，这类管子的单通道增益和瞬时带宽比独立的单通道管子都有显著改善。     

基于三阶谐振网络的恒定输出型ECPT系统

用电负载要求电场耦合无线电能传输系统的输出电压或电流不能随着负载等效阻值的变化而大幅度变化。基于此分析谐振网络在不同工作模式下输出恒定的一般性条件,给出具有恒定输出特性的三阶谐振电路形式,推导分析T-CLC、T-LCL、Π-CLC和Π-LCL 4种三阶谐振电路在恒压及恒流2种模式下的输入输出增益、全谐波畸变率及参数敏感性,提出分别适用于恒压型和恒流型系统的4种电路结构,给出系统的参数设计方法。最后通过仿真模型及实验样机验证所提出系统的传输特性及参数设计方法的准确性。结果表明:所提出的系统不仅具有恒定输出特性,同时还兼具较好的谐波抑制能力和参数鲁棒性。所搭建样机系统能以83%的整机效率输出100 W功率。     

输出功率可调的 P 波段固态发射机设计

介绍了一种应用于 P 波段,具有输出增益可调的固态发射机.它是建立在其他输出功率可调发射机的基础上,运用了输入功率相位可调,输出功率矢量合成的原理.文中首先分析了其技术指标、系统组成和工作原理.发射机可工作于最大脉宽 300μs,最大占空比 15%.在无相位差的条件下,可获得 4.5 kW 的峰值功率.通过调节前级放大器中的移相器的相位,输出端可获得 20 dB 的动态增益范围.实际测试数据与理论数据基本一致.     

Ka波段耦合腔行波管的粒子模拟研究

利用粒子模拟技术对Ka波段耦合腔行波管的非线性互作用现象进行了研究。互作用电路采用的是重入式双交错梯形线耦合腔慢波结构,设计了匹配良好的高频耦合系统,并建立了一个基于CPI的Ka波段耦合腔行波管的三维电路模型。粒子模拟结果表明,当采用和CPI管子相同的电气参数和色散特性时,该管能在28.3~30 GHz的频率范围内有大于550 W的饱和平均输出功率,瞬时带宽大于600 MHz,相应的饱和增益和电子效率分别大于33 dB和8.39%。上述结果与CPI的测试结果吻合良好,证明了设计方案的可行性以及粒子模拟能较准确地对耦合腔行波管的工作性能进行估计。     

基于UC3854功率因数校正器的电源设计

利用高功率因数控制芯片UC3854,设计了250 W功率因数校正器(APFC)。为了减小输出整流二极管反向恢复过程中产生冲击电流对整流二极管及功率开关管MOS的损坏,主电路中的升压电感采用带中心抽头的三点式结构和二极管两端并联RC缓冲电路;以保证APFC工作在电流连续模式下为依据,具体设计了升压电感值;分析了重载下输出电压下跌的原因,通过设计UC3854控制器内乘法器输入端的电路参数,实现重载下输出电压稳定。最后,通过电路仿真和实验结果表明:该系统的性能可靠,功率因数约1。     

电容式微机械加速度计系统动态特性研究

建立了电容式微机械加速度计闭环系统的二阶近似模型,分析了伺服电路增益和带宽对闭环系统动态特性的影响,提出了调节伺服电路参数来补偿系统动态性能的方法,给出了不同输入条件下系统初始启动稳定时间和输出误差的计算方法。     

RC串联电路的随机共振

研究了时间常数受非对称双值色噪声扰动的RC串联电路的随机共振现象。利用随机平均法和Shapiro-Loginov公式,得到了平均输出幅度增益的精确表达式。分析表明,平均输出幅度增益是噪声的强度、自相关率和非对称性参数的非单调函数,适当的噪声参数和系统参数可以使平均输出幅度增益取得最小值,输出幅度增益关于噪声非对称性和相关速率的函数的最小值不随信号频率的变化而变化。     

开关线性复合机理的柔性波形功率放大技术研究

研究了一种基于开关线性复合机理的柔性波形功率放大技术。该技术将开关功率放大技术与传统线性功率放大技术有机结合,开关级功率输出包络只作为末级线性功率单元的供电电源以确保系统效率,同时借助于线性功率单元的高阻抗输入、低阻抗输出特性以保证系统输出品质。与传统线性功率放大技术相比,开关线性复合功率放大技术系统输出可兼顾高效率与优波输出的综合静动态特性,对电路的建模分析、参数设计和系统性能评估提供了理论依据,理论分析与仿真结果为实验研究奠定了基础。     

互联网上时域有限差分法程序分析

分析了互连网上以时域有限差分法作为内核的计算电磁学软件；概述了其各自的应用范围和使用界面特点；介绍了进行FDTD运算时处理边界条件和加速计算所采用的算法，说明了其激励类型和参数设定方法；简述了输入和输出文件的特点和功能。     

光伏发电系统最大功率跟踪的研究

详细论述了断续交错双BOOST DC/DC变换器在光伏发电系统最大功率跟踪的应用。用交错BOOST电路结构能够对太阳能板萃取最多的功率和减小输出纹波,并用滑模变控制(SMC)自适应跟踪不确定光伏发电系统的最大功率点,快速达到最大功率点切面上滑动,从而使负载获得最大功率及整个控制系统在输入、输出参数扰动的情况下实现强鲁棒控制(ROBUST control)。同时通过仿真和实验验证滑模技术能在光伏交错双BOOST变换器中减小负载的纹波电流,提高光伏效率。     

数字波束形成器中的后置滤波

假定接收阵列的输入为叠加在窄带高斯噪声上的正弦信号,可导出带后置滤波的数字波束形成器的输出功率和输出信噪比,从而不必在频域中进行分析就可进行后面的计算。公式利用了由作者先前给出的量化器函数和最初由达文波特提出的某些功率谱分布因子。本文对这种功率谱分布因子进行了更严密的推导和讨论。对于在相关噪声场中的DIMUS阵列,基于这个公式的数学研究结果表明:除了一些罕见的情况以外,后置滤波通常能改善输出SNR或阵列增益。可以证明,后置滤波增益的大小不仅随阵列输入SNR的变化而变化,而且强热地依赖于阵元间隔与波长的比值,并且只有用削波损耗和噪声相关损耗才能对其进行有意义的解释。特别是用后置滤波对这两种损耗的补偿表明:单元间隔小于二分之一工作波长的接收阵列在某些条件下可以有利于系统的设计。     

时滞双线性系统状态反馈镇定控制器的设计

许多工程系统中含有时滞,时滞是系统不稳定和破坏系统性能的一个主要原因。因此如何镇定时滞系统具有重要的工程意义。本文讨论一类多输入多输出无阻尼时滞双线性系统的镇定问题。借助李亚普诺夫泛函法得到无记忆静态状态镇定控制器的设计。     

电流临界连续时PFC电路分析

本文讨论了峰值电流型功率因数校正电路、电路中电感临界连续时频率变化的规律，分别推导了Ｂｏｏｓｔ、Ｂｏｏｓｔ／Ｂｕｃｋ和反激变换器的导通时间、截止时间与输入电压、输出电压、变换器中电感等参数的关系，指出了电路实用范围，给出了最大和最小开关周期。利用这些关系，就可以进行电路设计。