矩形波导定向耦合器特性分析

根据小孔耦合理论,简单介绍矩形波导单孔定向耦合器的最佳技术指标;为了实现宽频带、弱耦合、最佳耦合平坦度、高方向性等指标,需要设计一种新型的矩形波导多孔定向耦合器,分别对耦合孔位置、耦合孔数目、端口驻波比、耦合孔分布方式及耦合孔间距等影响定向耦合器耦合平坦度、方向性指标的因素做出详细的分析,在此基础上,采用基于切比雪夫孔阵分布的矩形波导多孔定向耦合器,从而实现了全频段耦合平坦度为±0.4dB,方向性大于30dB的矩形波导多孔定向耦合器。     

光耦误动原因分析及解决办法

电网运行过程中,微机型继电保护装置或电网安全自动装置常常由于光耦回路的设计缺陷,在现场干扰的作用下,发生保护误动的现象.基于此,本文结合一起具体的现场实际事故排查过程,分析出光耦元件误动作的原因大多在于开入光耦动作所需功率太小,一旦遇到变电站干扰,容易导致误动作.从而提出了在保持光耦其他特性不变的前提下,增加动作功率,以提高抗干扰性能的解决办法.     

毫米波定向耦合器的设计与优化

根据Bethe小孔耦合理论,结合耦合波衰减因子和场平均修正因子,设计出一定向耦合器,并且利用电磁仿真软件CST进行仿真和优化,在通常等孔间距的情况下,改变了部分孔间距,使其隔离度性能得到了进一步的提高。在设计的30GHz到40GHz的工作频段内,耦合度的仿真值与理论值相比偏差在0.15dB之内,隔离度小于-54dB。最后对实测结果进行了分析,并给出了由各个参数加工误差可能引起的实际误差。     

谐振式光学陀螺检测电路的噪声分析

噪声是限制陀螺精度的重要原因,因此为提高陀螺精度,首先要分析噪声的水平和来源。本文介绍了一种应用于谐振式光学陀螺数字检测电路的噪声逐级检测方法,并分析了检测电路中各部分的噪声源。通过对现有某陀螺检测电路进行实验数据的分析,找到了对该谐振陀螺噪声贡献最大的部分。又从信噪比角度给出确定该陀螺输入光功率的方法,计算出了它的灵敏度。实验表明此方法可以分析出陀螺检测电路中各部分的噪声源,与理论分析一致。为抑制检测电路噪声,提高陀螺精度提供依据。     

测量溶液浓度的微波谐振腔优化设计

基于微波谐振腔微扰原理建立了应用于测量葡萄糖溶液浓度的谐振腔传感器模型。采用HFSS仿真软件对不同孔耦合结构尺寸的谐振腔进行仿真,通过比较耦合孔S11曲线得到谐振腔的最优化尺寸。仿真结果表明,该微波谐振腔耦合孔半径为3.5 mm,波导长30 mm时,微波谐振腔具有优越的电磁性能和很高的分辨率。以不同浓度的葡萄糖溶液为该谐振腔的加载样品,采用优化后的谐振腔模型进行仿真,结果表明不同浓度的葡萄糖溶液所引起的谐振频率变化显著,其变化幅度可以在S曲线上得出,通过检测频移的变化就可以得到葡萄糖溶液的浓度。     

Shortened directional coupler using slow wave structure of periodically loaded capacitance and inductance

This paper proposes an analytically based approach for the design of a length‐reduced directional coupler. This method of reduction is realizing the directional coupler's impedance transformers by using slow wave structures. These slow wave structures are designed by transmission lines periodically loading both shunt capacitances and series inductances. Loaded capacitance is realized by stub shunt capacitance on the top layer; at the same time, loaded inductance is realized by electromagnetic band gap structure on ground. Increasing parallel capacitance and series inductance can reduce the phase velocity of the propagating waves and hence engender higher electric lengths using smaller physical lengths. A directional coupler is designed using this slow wave structure, and the performance of coupling is analyzed with the generalized coupled‐mode theory. The design methodology is validated with the design of a length‐reduced directional coupler at 0.7 GHz. An approximate length reduction of 54% is achieved with this technique compared with the conventional directional coupler. The electromagnetic simulation and experimental results validate the proposed approach. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

光学双稳的可控跃变在全光学信息处理中的应用

光学双稳现象、全光学计算机是目前激光物理学、量子光学和计算机科学等多门学科共同研究的重要内容.在光学腔与三能级原子系统组成的非线性光学系统中,利用改变控制信号脉冲与强相干驱动光的相位失谐量,控制光模系统的双稳迟滞曲线移动,可实现光模系统的2个稳定输出在"高态"与"低态"间的可控跃变.基于这一效应,完成了光学信号的全光存储与光学开关操作.这一结果为全光学信息及量子信息处理和应用提供了一个新的可利用的物理机制.     

定向耦合器反馈型短波低噪声高线性放大器设计

利用双极性晶体管采用定向耦合器负反馈的形式设计了一款适用于短波超宽带接收机的低噪声高线性放大器。负反馈技术拓展了动态范围以及增益平坦度,定向耦合器的低损耗以及隔离吸收对噪声和输入输出端的匹配有很大改善。该放大器射频应用频率是1.5~100MHz,覆盖了6个倍频程。测试结果表明:放大器增益13dBm,噪声低于2.7dB,输出三阶截点高于43dBm,1dB压缩点高于26dBm,,输出二阶截点高于80dBm。     

微弱信号检测的3种非线性方法

阐述了随机共振法、混沌振子法及差分振子法3种方法的基本监测思想,确定了数学模型。随机共振系统(SR)是一个非线性双稳态系统,存在着在某一最佳输入噪声强度下,使系统产生最高信噪比输出,达到抑制噪声、放大微弱信号的目的。SR系统数学模型可由非线性Langevin方程定义,并进行了分析及仿真。混沌系统具有对初值敏感性及对噪声免疫的特点,数学模型选用Holmes型Duffing方程为监测器,进行了分析及仿真。差分振子法是基于差分方程构造监测器,以二维离散性系统作为数学模型,进行了分析及仿真。将3种方法应用于同步发电机转子匝间短路故障监测和异步电动机转子断条故障监测的实例中是成功的,证明了3种方法的有效性和准确性。     

星型光通信模块的组网方案研究与设计

本文结合"铁路车站全电子化应急联锁系统"的研发,将该系统联锁通信单元与执行通信单元之间的通信方式由电缆改为光纤,提出并行星型耦合器组网方案,设计出能插入在室内执行机柜内的星型光通信模块实现联锁通信单元与执行通信单元之间的光通信;通过光电转换电路,隔断联锁通信机与执行机智能电子模块之间通信电路的电联系,给出了通信模块的硬件与软件实现.通过电磁兼容测试实验证明,该组网方案具有可靠性高、成本低、易升级等优点.     

Computer‐aided design and simulation of optical microring resonators

This paper contains results of the three‐dimensional full‐vectorial finite element (3D FEM) frequency‐domain simulations of microring silicon resonators intended for the add/drop multiplexing, switching, and sensor applications. The second‐order edge elements are used, and the computational domain is closed using the standard perfectly matched layer. The calculations are performed for add‐drop and all‐pass configurations in a wide spectral range covering the first and the second telecommunication windows. Although computationally very demanding, the three‐dimensional full‐vectorial finite element offers designers a feasible and efficient way to design and simulate complex integrated optical components containing microring resonators, especially in the case when the radii of rings are too small to approximate that theories were valid. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于波导多层存储的PMT输出信号的处理

波导多层存储是一种基于新原理的三维光存储新技术,它利用波导缺陷的光散射效应读出数据,实验采用光电倍增管(PMT)接收光盘信息坑的散射光强,因此如何对PMT的输出信号进行处理是波导多层存储须解决的关键技术之一。本文介绍了用来处理PMT输出信号的实验装置。实验结果表明该装置能够很好地对PMT的输出信号进行处理,利用该装置可以检测出有无信息坑时信号的变化及单个信息坑的散射光强,为波导多层存储的进一步研究打下了基础。     

母线保护中母联死区故障保护逻辑的研究

分别阐述了双母线微机保护中母联带单CT和双CT时,发生母线故障和死区故障时的保护逻辑,同时指出它们各自的优缺点。针对现有的母联双CT交叉接线方式,提出一种能够正确判别是母线故障还是死区故障的方法,同时对母联死区故障的保护原理提出一种改进措施。     

基于宾汉模型的磁流变液联轴器工作转矩预测

针对一种旋转圆筒式磁流变液联轴器,提出了用于预测磁流变液联轴器工作转矩的修正宾汉模型。在该宾汉模型中采用磁流变液联轴器主动转筒和从动转筒之间的转速比n作为宾汉模型的输入参数,并采用指数模型描述磁致库仑阻尼力矩。实验结果表明,当线圈电流恒定时,在负载由小-大-小变化过程中,不同初始转速下的转矩-转速比曲线基本重合,且在负载正向增大和反向减小过程中,磁流变液联轴器工作转矩变化曲线基本重合,未形成滞环。当转速比较小(n1.3)时,磁流变液工作转矩随负载增大急剧增大;当转速比较大时(n1.3),工作转矩随负载增大增速减缓,其变化曲线斜率均为0.05,整个转矩-转速比变化曲线与磁流变液联轴器宾汉模型完全吻合,利用磁流变液联轴器力矩宾汉模型可以预测和确定其工作转矩。     

3台35％电动给水泵配置方式的问题研究

针对山西兴能发电有限责任公司古交电厂3号、4号机组在试运行期间,给水泵在某一个工作区间存在非线性特性,导致给水流量频繁摆动的问题,提出了几种解决方法,并通过对液力耦合器工作原理的研究,分析了通过调节控制油压力改变耦合器工作区域的原理,并通过此方法最终解决给水流量的摆动问题,这种方法对出现此类问题的其他电厂有一定的参考作用。     

Design of tapered SAW waveguide for wavelength‐selective optical switches using weighted acoustooptic interaction

Optical wavelength‐selectivity in optical switches using waveguide‐type collinear acoustooptic interaction is studied from the viewpoint of sidelobe suppression. It is found that the sidelobe level can be reduced from ?9.3 dB to ?20 dB by weighting the coupling coefficient over the interaction region. A method to realize the sidelobe suppression by means of modifying the surface acoustic wave (SAW) waveguide is proposed and theoretically analyzed to design the SAW waveguide. A sidelobe suppression at ?20 dB is realized with a SAW waveguide of a dense‐flint glass strip whose width and thickness are varied accordingly in the ranges of 700 to 26 µm, and 0.4 to 1.0 µm, respectively, on a Y‐X LiNbO₃ substrate. © 2005 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 154(1): 36–46, 2006; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20251     

带有大中继线圈的无线充电磁耦合器抗偏移特性研究

感应式电能传输技术在电动汽车实际应用中不可避免地出现原副边线圈相对位置错位,这会导致系统效率下降、线圈过流等一系列问题。针对这些问题,提出一种带大中继线圈的三线圈磁耦合器结构用于提升系统抗偏移能力。结合解析法和有限元法,分析了影响系统效率的关键因素,研究了不同补偿参数下三线圈磁耦合器传输性能以及不同偏移程度下两线圈和三线圈的互感和损耗的变化规律,并验证了含大中继线圈的三线圈磁耦合器在提升抗偏移能力方面的独特优势。在此基础上,提出基于两线圈和三线圈切换的具有强抗偏移能力的磁耦合器优化设计方法。设计并研制了线圈尺寸为400 mm×400 mm的磁耦合器样机,实验结果表明在偏移尺寸达到线圈尺寸50%、输出功率为3 kW的情况下,磁耦合器效率可达95 %,相比传统两线圈磁耦合器效率提升5 %。     

通用变频器检测与保护电路的设计

给出了几种相对较新的变频器检测与保护电路,包括电流、电压、过热、电源缺相和接地故障等的检测电路.其中基于线性光耦的检测电路因具有线性度好、便于隔离和灵敏度高的特点而引人注目,应用前景广阔.这些检测与保护电路可直接用于变频器的设计和实现,使用效果良好.     

中压配电网载波通信卡式电感耦合器耦合模型

为满足载波信号在中压配网电缆线路的耦合通信要求,需要高耦合效率的卡式电感耦合器。提出一种中压配网载波通信卡式电感耦合器耦合模型,并对其耦合效率进行了分析。首先在卡式电感耦合器结构型式及电缆线路结构特征基础上,分析卡式电感耦合器的耦合机理。然后结合罗氏线圈与松耦合变压器模型,推导卡式电感耦合器的耦合数学模型,修正卡式电感耦合器互感系数。并利用ansoft电磁软件搭建仿真模型,验证所推导的卡式电感耦合器耦合数学模型的正确性。最后利用耦合器数学模型及仿真模型,分析卡式电感耦合器不同影响因子:耦合器磁环气隙、磁环相对磁导率、绕组匝数以及耦合器骨架尺寸对电缆侧电压耦合效率的影响。仿真结果与计算结果均表明,所提耦合器数学模型能够准确地反映耦合器的耦合情况,为电力线载波技术在智能配电网中的实用化提供了较好的分析方法和理论依据。     

电机转子系统早期故障可视化检测的差分振子法

在对提取电机转子微弱故障信号方面作了深入研究的基础上,提出了电机转子系统早期故障可视化检测的差分振子法。该方法是在差分方程的基础上构造检测器,确定系统激励频率fe及检测频率fd,当被测信号中含有fd这一频率成分时,系统即刻产生共振来抑制噪声,其相图发生明显的变化,由相图的变化判断系统是否发生故障,从而实现了早期故障的可视化检测。将该方法应用于同步发电机转子匝间短路及转子碰摩故障的识别中,实例仿真证明了该方法的有效性。