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采用三支节液态调配器使离子回旋加热(ICRH)天线系统达到阻抗匹配,在阻抗匹配的条件下结合频率调制技术来减小由天线输入阻抗变化所引起的反射功率。数值模拟了频率调制前后天线负载与反射系数的变化关系,用来验证频率调制对ICRH天线中阻抗匹配装置的影响。模拟结果表明:三支节液态调配器结合频率调制方法,能更好地降低天线传输系统的反射系数,使得发射机的功率通过天线辐射更加有效地耦合到等离子体中去。     

EAST 装置离子回旋加热液态阻抗匹配系统的研究

介绍了EAST 装置离子回旋加热系统中的两种实现阻抗匹配的方式, 用三支节液态调配器取代传统的滑竿式三支节调配器和用液态相移器与单支节液态调配器相结合组成液态阻抗匹配系统。通过对液态阻抗匹配系统的分析, 表明这两种方式都能够较好地实现阻抗匹配。     

共轭T型回路结合单支节调配器时ICRH天线系统的阻抗匹配过程分析

采用传输线理论,分析了共轭T型回路结合单支节调配器时离子回旋共振加热天线系统的阻抗匹配过程,并数值模拟了共轭T型回路的可调传输线长度的选取对系统阻抗匹配效果的影响.模拟结果表明在其它实验条件一定时,优化选取的长度,能更好地降低传输线上的反射系数,提高系统的调配速度,使发射机的能量更有效地传递到天线,从而提高离子回旋共振加热的效果.     

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采用等离子体分层模型,利用WKB近似研究了离子回旋共振加热(ICRH)天线发射谱n||对离子回旋波在托卡马克等离子体的表面功率反射系数、吸收衰减的影响,数值模拟了不同天线发射谱n||条件下快波少数离子加热的效果.模拟结果表明,当其它实验参数一定时,ICRH天线发射合适的n||能提高天线与等离子体的耦合效率,增强少数离子加热的效果.     

HL-1M装置的ICRH系统

介绍了HL－1M装置的ICRH系统的主要性能指标。调试获得了频率28－36MHz、脉宽40－60ms、0．8MW的输出功率。测试了RF天线的频率特征。ICRH系统已在HL－1M装置上运动，并获取了初步的实验结果。     

等离子体天线输入阻抗测量及分析

通过矢量网络分析仪测量了不同激励功率条件下柱形等离子体天线系统的输入阻抗随频率的变化关系,实验结果表明柱形等离子体天线输入阻抗具有明显的谐振特性.结合放电管的等效电路模型与柱形等离子体天线输入电流特性,定性分析了等离子体天线输入阻抗变化与等离子体参数之间的关系.此种测量方法有助于等离子体天线动态重构特性的研究和实现快速阻抗匹配. 关键词： 等离子体天线 输入阻抗 表面波     

托卡马克中ICRH天线的优化设计

采用等离子体平板模型和三维天线模型数值模拟了托卡马克中ICRH天线与等离子体的耦合过程, 模拟结果表明在其它实验条件相同的条件下,与反对称电流和馈线端长度短的天线相比,对称电流分布和馈线端长度长的发射天线可获得更有效的功率耦合。     

L波段高功率波导缝隙阵设计与数值模拟

设计了一种基于宽边纵缝驻波阵的高功率射频微波辐射系统,系统由四路矩形波导以及聚四氟乙烯天线窗组成。天线内采用真空绝缘实现天线高功率容量,天线窗真空侧采用周期刻三角槽技术抑制高功率微波介质表面击穿。在波导缝隙阵与天线窗之间设计支撑板,除支撑天线窗外还可抑制表面波电流。采用HFSS数值模拟软件对辐射系统进行了优化设计。数值模拟结果表明,设计的辐射系统在频率为1.575 GHz时,增益为22.7 dBi,天线口径效率为98.3%,反射系数为-25 dB,带宽达到5%,带宽内天线增益波动小于等于0.4 dB、天线口径效率大于等于98%、主瓣指向偏差小于等于1.2。系统功率容量达到1.92 GW。     

EAST低杂波天线耦合特性研究

采用数值模拟方法研究了EAST低杂波天线的耦合特性。基于二维线性耦合理论,计算了天线功率反射系数和方向性系数与等离子体参数的关系,分析了无源波导对天线耦合性能的影响,并给出了不同参数下天线的功率谱。结果表明,无源波导使天线的方向性略有下降,但减小了天线的功率反射系数,这有利于天线与等离子体的耦合。     

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采用数值模拟方法研究了EAST低杂波天线的耦合特性。基于二维线性耦合理论,计算了天线功率反射系数和方向性系数与等离子体参数的关系,分析了无源波导对天线耦合性能的影响,并给出了不同参数下天线的功率谱。结果表明,无源波导使天线的方向性略有下降,但减小了天线的功率反射系数,这有利于天线与等离子体的耦合。     

标签密集环境下天线互偶效应研究

基于射频识别技术原理及Friis传输方程, 导出了无源超高频射频识别系统链路模型, 结合二端口网络分析方法, 导出了标签密集环境下的标签天线互阻抗计算表达式.利用单阅读器单标签时的标签阻抗匹配条件, 基于功率传输系数及调制因子, 分析了互偶效应对系统链路的影响.在开阔室内环境中, 测试了双标签及标签单、双平面布置情形下的阅读器天线最小发射功率及系统识别率.测试结果表明, 双标签及双平面情形下, 阅读器天线最小发射功率变化率分别为(-7%, 11.6%)及(-10%, 12.5%). 关键词： 射频识别 密集环境 互偶效应 互阻抗     

宽带高功率贴片天线阵列辐射特性

 为提高宽带高功率微波辐射天线的总体功率容量和增益,研究了2×2宽带高功率贴片天线阵列的阵元互耦特性、馈电功分器设计及对宽带电磁脉冲的辐射特性。阵元采用宽带高功率双层贴片天线,分析了阵元反射和互耦系数随阵元间距的变化关系,结合增益变化曲线,选取阵元间距为30 cm。优化设计了1分4的同轴功分器,采用阻抗渐变方法,提高了功分器的带宽,使其在224~415 MHz时的反射系数小于0.1。模拟了带功分器的完整天线阵,结果表明天线阵带宽达到了57.4％,280~390 MHz频带范围内的增益大于12 dB,在360 MHz时达到最大增益14.23 dB,对中心频率320 MHz,带宽10％的宽带电磁脉冲辐射效率为868％,峰值功率增益大于11 dB。     

分布式阻抗末端加载的TEM喇叭天线设计

基于功率容量和口径匹配扩展低频工作带宽两方面的考虑,设计了一种具有分布式阻抗末端加载结构的超宽带TEM喇叭天线。首先,对渐变式同轴-平板的巴伦结构进行了优化设计,扩展了馈电结构的工作带宽,提高了馈电效率;其次,对指数型TEM喇叭天线末端进行了分布式阻抗的匹配设计,其端口特性和辐射特性均得到了明显改善,并采用功率方向图和能量方向图对天线的辐射效果进行评估。实验结果表明,相对于指数型TEM喇叭天线,加载分布式阻抗匹配末端结构后,天线低频带宽展宽了330 MHz,天线主轴辐射电场峰峰值提高了10%,馈电效率提高了17%。     

Input impedance, nanocircuit loading, and radiation tuning of optical nanoantennas

Here we explore the radiation features of optical nanoantennas, analyzing the concepts of optical input impedance, optical radiation resistance, impedance matching, and loading of plasmonic nanodipoles. We discuss how the concept of antenna impedance may be applied to optical frequencies and how its quantity may be properly defined and evaluated. We exploit these concepts in the optimization of nanoantenna loading by optical nanocircuit elements, extending classic concepts of radio-frequency antenna theory to the visible regime for the proper design and matching of plasmonic nanoantennas.     

一种基于共享孔径Fabry-Perot谐振腔结构的宽带高增益磁电偶极子微带天线

设计了一种工作于X波段的基于共享孔径Fabry-Perot(F-P)谐振腔结构的宽带高增益磁电偶极子微带天线,并设计了三种不同尺寸的双层频率选择表面(FSS)单元,通过共享孔径布阵组成了超材料覆层.利用三种FSS单元的相位补偿特性,有效拓展了覆层天线的增益带宽.实测和仿真结果均表明,加载超材料覆层后,磁电偶极子天线在7.8—12.3 GHz内S_(11)-10 d B,相对带宽达到44.7%,覆盖整个X波段.天线增益在7.9—12.1 GHz内均有明显的提高,最大提高了7 d B.相较于传统的F-P谐振腔结构覆层天线,设计的基于共享孔径的F-P谐振型超材料覆层天线能够明显拓展天线增益带宽,在新型宽带高增益天线设计方面具有广阔的应用前景.     

Causal impedance matching for broadband hybrid noise absorption

The complementary strengths and weaknesses of passive and active noise control (ANC) methods have motivated many researchers to develop hybrid noise absorbers that integrate both control strategies. The impedance matching technique (IMT) is the most effective for such a purpose. An unsolved problem with available IMT schemes is the a priori reference signal that limits IMT applications. This study proposes the use of the forward wave, available by the two-microphone method, as the reference signal. Due to inevitable errors in wave separation and inlet reflection of the control signal, the absorber becomes a feedback system. A simple and stable ANC is developed for impedance matching without the a priori reference signal. The proposed absorber has an absorption coefficient of 0.9 or above in a frequency range of 60-850 Hz. It is stable in the presence of sensor mismatch and robust with respect to significant variation of inlet boundary conditions.     

切比雪夫渐变线TEM喇叭天线数值模拟

设计了一种采用切比雪夫渐变线的TEM喇叭天线,分析了其工作原理,采用数值模拟的方法研究了其阻抗特性、传输特性与辐射特性,并在不同的馈入脉冲下与常用的线性渐变TEM喇叭天线进行了性能对比。结果表明:切比雪夫渐变线TEM喇叭天线具有低反射、高带宽和高辐射场强的优点,其性能要明显优于线性渐变TEM喇叭天线,且馈入脉冲越宽,性能越明显。分析了最大反射系数对切比雪夫渐变线TEM喇叭天线辐射性能的影响,馈入脉冲越窄时,宜选择反射系数越大的辐射天线。