哑铃形EBG结构微带天线的设计与仿真

以哑铃形EBG结构为研究载体,通过数值计算,对其带隙特性进行了研究.结果表明:在一定范围内哑铃形结构矩形边长增加、狭缝长度增加、介质基板厚度增加、介电常数增加,带隙中心频率呈下降趋势,而狭缝宽度增加,带隙中心频率呈上升趋势;同时表明介质基板厚度、介电常数增加,禁带宽度上升,狭缝宽度增加,禁带宽度下降.依据所得结论,设计了一Ku频段的微带贴片天线,与无EBG结构的同尺寸天线相比,其单元天线增益提高了1.68 dB,方向图特性得到了很好的改善.     

一种基于超介质的超宽带天线设计

提出一种基于超介质加载的超宽带天线.超介质结构由提供负介电常数的电容加载带(CLS)和提供负磁导率的开口谐振环(SRR)共同构成.针对原始窄带微带天线的特性,使用电磁仿真软件HFSS对超介质进行结构设计,使其能够在超宽带频带内产生均匀分布的多谐振点.对超介质进行电磁参数提取,其同时实现双负特性.研究超介质加载个数对展宽天线带宽的影响,确定加载个数.对天线进行辐射贴片开槽、缺陷地处理,实现多频带融合.最终设计的超宽带天线阻抗带宽达到2.89～12.07 GHz,相对带宽达到127.72％,是原始天线的54倍.对天线进行制作,实测结果与仿真结果基本吻合.     

YMn2O5电子结构及光学性质的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理GGA+U方法研究了YMn2 O5的能带结构、态密度、Mullik-en电荷布居和光学性质,计算结果表明:YMn2 O5为间接带隙半导体,理论禁带宽度为0.927 eV;电荷密度图和布居分析可知,YMn2 O5为离子和共价兼有的化合物,Mn 3d轨道与O 2p轨道发生了sp3轨道杂化,易形成四面体结构;利用计算的能带结构和态密度分析了YMn2 O5的光学性质,该材料的静态介电常数值为5.72.     

CsPbCl_3电子结构和光学性质的第一性原理研究

利用第一性原理计算方法,对不同压力下CsPbCl_3的电子结构和光学性质进行了研究。结果表明:在一定的压力范围内,随着压力的增大,CsPbCl_3的晶格常数逐渐减小,导带向着费米能级移动,光学带隙逐渐减小,但材料依然保持直接半导体特性。压力的增加导致CsPbCl_3的静态介电常数呈现递增趋势,其尖峰发生红移,可见光范围内的光跃迁强度增大。     

滞变阻尼对周期轨道结构垂向振动带隙特性影响

为探究滞变阻尼对周期轨道结构带隙的影响,以我国有砟轨道为例,基于能量泛函变分原理分析其带隙特征。通过将滞变阻尼效应引入钢轨、扣件和道床中,研究了周期性有砟轨道的频散特性随阻尼的变化情况。进一步地,研究了阻尼作用下轨道结构的振动传输特性。结果表明：无阻尼轨道结构的带隙范围与振动响应的衰减范围一致;钢轨阻尼很小且对轨道结构带隙几乎没有影响,在计算和预测振动时可以忽略;扣件的阻尼会略微增加轨道结构带隙,对带隙整体影响不大,但对于振动响应,扣件阻尼的耗散作用会增加150～500 Hz内振动衰减范围;道床阻尼增大会增加第一阶带隙范围,但会减小第二阶带隙范围,在振动响应中,增大道床阻尼能够使260 Hz内的钢轨振动均发生衰减。     

不同介质条件下地下管线雷达探测试验研究

如今探地雷达在地下管线检测中广泛应用,但是检测时,往往受到混凝土、钢筋等不同介质的影响,致使地下管线难以辨别。为此对不同介质(填土、混凝土和钢筋混凝土)情形下的地下管线应用探地雷达进行室内和现场检测试验,详细介绍了模型制作、参数设置、测线布置情况。试验结果表明:低频天线穿透能力强,探深大;管线的雷达图像双曲线翼缘宽度和高度随采样频率、探测深度的增加而减小;钢筋混凝土介质对雷达探测深度的影响范围一般随天线频率的增大而减小;低频天线对混凝土介质的检测效果较好。运用探地雷达可以检测出填土、混凝土、钢筋混凝土等介质中的管线缺陷。     

初应力对钢管混凝土哑铃形长柱受力性能的影响

进行了初应力对钢管混凝土哑铃形轴压长柱试件的试验研究．在试验研究的基础上,进行了以长细比、偏心率和初应力度为参数的有限元分析,探讨了初应力对其力学性能的影响及其极限承载力的计算方法．分析结果表明,有初应力的钢管混凝土哑铃形柱的受力性能与有初应力的单圆管的相似．初应力使构件弹塑性阶段提前、弹性极限荷载及切线刚度降低．初应力对极限承载力影响不大,但随着长细比的增大而增加,长细比较小时对其可忽略不计．最后,给出了考虑初应力影响的钢管混凝土哑铃形构件极限承载力的实用计算方法．     

阻尼材料损耗因子的测试

通过试验典型的薄板-附加阻尼层结构得到其动态参数,研究了基板材料及厚度、阻尼层厚度对阻尼材料损耗因子温度、频率特性的影响,将试验获得的参数输入仿真模型,分别计算基板以及复合板的频率值,对比试验与仿真结果,误差均在5%以内,证明测试所得阻尼材料参数以及损耗因子温度、频率特性规律的正确性。     

偏馈抛物面天线前轴向区的辐射特性

以馈源横向偏焦量作为变化因素来分析偏馈抛物面天线的远场辐射特性,在采用坐标转换、相位计算的基础上运用口径场法推导了远区电场的近似表达式,在不同频率和馈源下,对不同偏焦量下的天线方向图进行了计算和比较分析.结果表明,随着偏焦量的增大,天线的主波瓣偏离抛物面的焦轴线角度越大,天线增益越小,且主波瓣宽度越宽,旁瓣的不对称性越明显,第一旁瓣的相对强度越大.且随着频率的升高,天线方向图主瓣和近旁瓣随之变窄,其随偏焦量增加时的不对称性加剧.     

胶粉改性沥青桥面防水层铺装结构黏弹性力学分析

胶粉改性沥青桥面防水层具有抗高低温性能好、抗施工损伤特性好、具有与沥青混凝土铺装层和水泥混凝土桥面板黏结性能好、环保等优点,利用黏弹性力学原理对设有胶粉改性沥青防水层的铺装结构进行受力特性分析,研究了防水层厚度、桥面铺装层厚度对桥面铺装结构抗剪性能的影响,并与室内试验结果进行了对比,结果符合良好．分析结果表明：随防水层厚度增加,最大剪应力值τmax会增大;随沥青混凝土铺装层厚度增加,τmax呈现先减小后增大趋势．沥青混凝土面层的厚度为13cm时产生的τmax值最小．     

二氯二硫脲合镉晶体的电子结构与光学性质的研究

采用基于平面波赝势方法（PWP）和局域密度近似（LDA）的第一性原理方法,研究了二氯二硫脲合镉（BTCC）晶体的电子结构,能态密度和线性光学性质。研究表明BTCC晶体属间接带隙晶体,带隙值为3.81 eV;电荷密度分析反映Cd和Cl原子,以及氢键对分子组合以及排列结构有重要影响。采用密度矩阵理论计算了介电常数和折射率,理论结果与实验符合甚佳。     

Temperature dependence of microwave dielectric performance of silica

The dielectric properties of silica at temperature from 300 to 1 600K and at microwave frequency band are investigated. By use of material studio software, the lattice constant, band energy gap and optical permittivity of silica are calculated, and to be used as the key parameters to investigate the microwave dielectric properties of silica. It is found that its permittivity and loss are increased with increasing temperature. In addition, the ionic conduction loss caused by the defects in silica is very small from the calculation and the value is about 10^?5 level at 2 000K. The application of this analysis allows to estimate the permittivity and dielectric loss of silica both at high temperature and microwave band, which is currently still difficult to be measured directly.     

客货共线砂浆离缝高度对轨道结构的动力影响

客货共线条件下CRTS I型板式无砟轨道CA砂浆与轨道板普遍存在离缝,为了得到CA砂浆离缝高度对轨道结构动力响应的影响规律,基于车辆-轨道耦合动力学以及子结构模态叠加法,将ANSYS计算的轨道部件子结构的自振特性输入SIMPACK,使用力元连接轨道各部件形成轨道系统,通过轮轨接触面及柔性钢轨节点间的位移和力的数据传递,实现列车和轨道子系统的耦合,建立了含CA砂浆离缝的CRTS I型板式无砟轨道的垂向耦合模型,研究了客货混运条件下CA砂浆离缝高度对轨道结构动力响应的影响. 研究表明:随CA砂浆离缝高度增大,钢轨动态位移、轨道板振动响应及CA砂浆动应力均显著提高;当CRH380通过,板端离缝高度为1.0 mm和2.0 mm时,钢轨位移分别增大了0.24 mm和0.27 mm,轨道板在25 Hz处振级分别增大了21.0 dB和21.7 dB,离缝根部砂浆最大动应力均达到0.2 MPa,离缝高度超过1.0 mm后,离缝高度对轨道结构动力响应的影响趋于平缓;当SS7E通过,板端离缝高度为1.0 mm和2.0 mm时,钢轨位移分别增大了0.48 mm和0.66 mm,轨道板在8 Hz处振级分别增大了15.5 dB和19.4 dB,离缝根部砂浆动应力分别达到0.24 MPa和0.36 MPa,离缝高度超过1.0 mm后,离缝高度对轨道结构动力响应的影响仍有较大的增长.      

浮置板下声子晶体隔振器带隙特性研究

为了提升浮置板轨道的减振效果,阻碍浮置板垂向振动能量向轨下基底的传播,提出了一种基于声子晶体局域共振机理的浮置板轨道隔振器. 运用有限元方法研究了声子晶体隔振器的局域共振带隙特性,并验证了带隙频率范围内声子晶体隔振器对振动的抑制作用;计算了声子晶体隔振器的垂向刚度,建立了三维声子晶体隔振器浮置板轨道有限元模型;计算了整体结构的力传递率与基础加速度响应,并与传统钢弹簧浮置板的计算结果进行了对比. 研究结果表明,声子晶体隔振器存在声子晶体局域共振带隙,对50～150 Hz频带内的振动有抑制作用;声子晶体隔振器与传统钢弹簧垂向静刚度相近,均为6.0 kN/mm;保留了钢弹簧浮置板轨道的低固有频率隔振性能,并且在50～120 Hz频带具有带隙抑制特性,在51 Hz附近力传递率可减小10 dB左右;基础加速度响应在51～150 Hz频带内明显小于普通钢弹簧浮置板轨道,其中51～60 Hz频带内基础加速度相比钢弹簧浮置板轨道减小30%左右. 因此声子晶体隔振器有助于提高浮置板轨道的减振性能.      

First Principle Calculation for the Electronic Bands and Absorption of CdTe_（1-x）Sb_x

The lattice parameters for the derivatives of cadmium telluride, CdTe1-xSbx, with the zinc blend crystal structure are calculated using the generalized gradient approximation method; which is based on the density functional theory (DFT). The effects of antimony (Sb) on the lattices, electric bands, electronic state density, absorption spectroscopy, and band gap between the valence band maximum (VBM) and the conduction band minimum (CBM) of CdTe1-xSbx are discussed. The results show that the antimonic atoms in the lattice are advantageous in promoting the hole concentration and conductivities of CdTe1-xSbx. The increase of the Sb content in CdTe1-xSbx reduces the interaction among Cd, Te, and Sb; resulting in a decreased binding energy within CdTe1-xSbx as well as an increase in the electronic gap. Also discussed are the mechanics for the lattice phase change of CdTe1-xSbx at x=0.5.     

渐变能隙超晶格结构中的施主杂质性质的研究

本文研究了渐变能隙超晶格结构中类氢施主杂质的性质。使用无限深抛物线势阱模拟这一结构,在有效质量近似下,用变分法计算了抛物线势阱中施主杂质的基态和几个低激发态的束缚能。给出了这些状态的束缚能随势阱焦距(Al 成分的变化率)、杂质的位置变化的规律,并将所得的结果与方势阱的实验结果进行比较,得出了一些有意义的结果。     

Electronic Structure and Stability of Lead-free Hybrid Halide Perovskites: A Density Functional Theory Study

The most commonly used and studied hybrid halide perovskite is ABX_3, where A usually stands for CH_3NH_3, B for Pb, and X for I. A lead-free perovskite with high stability and ideal electronic band structure would be of essence, especially considering the toxicity of lead. In this work, we have considered 11 metal elements for the B site and three halide elements(Cl, Br, and I) including various combinations among the three halides for the X site. A total number of 99 hybrid perovskites are studied to understand how the crystal structure, band gap and stability can be tuned by the chemistry modification, i.e., the replacement of toxic element, Pb in the original MAPbX_3, with non-toxic metal elements. We find that the favorable substitutes for Pb in MAPbI_3 are Ge and Sn.     

晶格常数的变化对FeNCN电子结构影响的第一性原理研究

采用第一性原理计算方法研究了c/a形变下FeNCN晶体的电子结构。结果表明在c/a形变下FeNCN晶体经历了半金属性到金属性的变化,当c/a不大于2.5时,FeNCN晶体表现为半金属性;当c/a大于2.5时,FeNCN晶体表现为金属性。Fe原子是晶体分子磁矩的最主要的贡献者,其自旋磁矩受c/a变化的影响程度较小。当FeNCN晶体表现为半金属性时,其分子磁矩能维持在稳定的整数值8.00μB;随着c/a的增加,分子磁矩逐渐减小。对c/a为2.3时FeNCN晶体电子结构的研究表明:此时自旋向上的子能带表现出间接带隙的半导体特征,晶体的半金属隙为0.11 eV。     

直流制式牵引供电对信号设备的干扰问题分析和解决

以西宁至格尔木复线中锡铁山车站为例,分析了直流制式牵引供电模式下97型25 Hz相敏轨道电路故障产生红光带原因.实验结果表明通过安装调整内部气隙后的扼流变压器,轨道电路故障解除,红光带消失,测试轨道电路参数满足其电气要求和极限传输长度.研究表明：不平衡电流中的直流成分过大会引起扼流变压器铁心直流磁化,使其激磁阻抗减少,导致轨道继电器端电压降低后错误落下,通过调整扼流变压器的内部气隙就可以解决这一类问题.     

基于ABAQUS的深海采矿扬矿管纵向振动性能

为了研究复杂阶梯状扬矿管在采矿船升沉运动和海流作用下的纵向振动特性，利用连续弹性杆振动理论，对5 000 m长扬矿管纵向振动性能进行分析. 首先，根据达朗贝尔原理建立扬矿管纵向振动数学模型，采用分离变量法推导管道固有频率方程；然后，进行振型的质量归一化处理；最后，利用ABAQUS软件建立扬矿管有限元模型，对管道的纵向动态响应进行研究. 研究结果表明:扬矿管的一阶纵向共振频率处于矿区海浪能量集中的频带内，随着中间矿仓质量的增加扬矿管固有频率减小，中间矿仓质量对高阶固有频率的影响更加明显；随着海浪频率的增加，纵向振幅、轴向力和轴向应力先增大后减小，并在一阶固有频率时达到峰值，其峰值分别发生在扬矿管5 000、0、1 000 m处；随着采矿船升沉幅值的增加，扬矿管的动态响应逐渐增大，当升沉幅值大于1.5 m时，扬矿管动态响应的增长速度变缓；扬矿管发生一阶纵向共振时，振动位移和轴向力先增大后作等幅稳态振荡；随着海水深度的增加，沿管长方向的振动幅值逐渐增大，振动平衡位置发生下移，振动响应时间发生延迟，同时轴向力和轴向应力逐渐减小，且轴向应力在每两级阶梯管间急剧变大.