- 张国瑞;李维佳;周阳;刘彦宁;
针对传统等效电磁参数反演算法对折射率实部分支选择较为复杂繁琐的问题,基于长波极限,将单元线度小于工作波长的超材料单元结构等效为均匀媒质,根据建模仿真或实验测试得到的结构散射参数,经数学推导得到该等效均匀媒质的本征阻抗和折射率。然后根据介电常数、磁导率与本征阻抗、折射率之间的关系,给出满足被动无源介质的不等式,并利用该不等式限定折射率实部分支的范围。在等效参数发生阶跃的频段,根据参数的连续性对分支进行筛选,最终得到结构的等效电磁参数。相较于传统的泰勒展开和K-K积分算法,不等式的计算难度要低得多,对分支的选择也简便得多。最后通过连续平板复合材料和超材料单元阵列的相关算例,并与测试结果或CST计算结果相对比,验证了该法的可行性和有效性。
2019年07期 v.38;No.329 1-6页 [查看摘要][在线阅读][下载 3046K] [下载次数：182 ] |[网刊下载次数：122 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：144 ] - 帅垚;李宏亮;吴传贵;王韬;张万里;
以苯并环丁烯(Benzocyclobutene,BCB)作为键合层,采用离子注入剥离技术制备了Y36切型的单晶铌酸锂薄膜材料。经过对BCB键合层的前烘时间和退火曲线进行系统的研究,克服了由于铌酸锂和BCB之间热膨胀系数不匹配所导致的铌酸锂薄膜开裂问题,获得了高质量的Y36切型单晶铌酸锂薄膜材料。此外,通过在晶圆键合之前预先制备图形化的金属层,获得了带有下电极功能层的单晶铌酸锂薄膜,可应用于薄膜体声波谐振器等具有金属-绝缘层-金属结构的器件。
2019年07期 v.38;No.329 7-12页 [查看摘要][在线阅读][下载 2432K] [下载次数：498 ] |[网刊下载次数：38 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：141 ] - 胡明宇;张强;李勃;郭海;苏涛;
采用流延法制备了铁基吸波电磁厚膜,通过优化混料工艺制备出的厚膜可以达到200μm厚。通过DSC测试确定了叠层固化温度在130℃,固化后的样品可以用于多层吸波结构。通过实验确定了树脂含量21%(质量分数)的浆料和50～80 g/inch的离型力PET膜润湿性良好,流延膜可以连续收卷。测试了2.6～3.95 GHz内吸波厚膜的电磁参数,用弓形法测试了反射率。研究发现:球状铁粉含量85%(质量分数)的吸波厚膜吸收峰值可达-24 dB,-10 dB以下的吸收带宽为4.2 GHz。制备的球状铁粉和片状铁粉基吸波电磁厚膜样品在2～18 GHz范围内搭配使用可以有效吸收电磁波。
2019年07期 v.38;No.329 13-18页 [查看摘要][在线阅读][下载 4670K] [下载次数：222 ] |[网刊下载次数：48 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：127 ] - 李达禄;张祥昕;苗小飞;陈素晶;张易宁;
通过预先碳包覆二氧化钛方式成功制备了高倍率钛酸锂负极材料(LTO/C)。使用XRD、SEM、TG和TEM技术表征材料的组成、结构和形貌特征。结果表明二氧化钛表面的碳层能有效抑制钛酸锂晶粒的生长和团聚,钛酸锂晶粒尺寸维持在200 nm左右,其中晶粒表面均匀包覆着一层厚度约为10 nm的碳层,碳含量为质量分数4.5%,提高了晶粒表面的电子导电率。通过循环伏安法和交流阻抗谱分析得出晶粒的减小和电子导电率的提高使得LTO/C电极具有更大的锂离子扩散系数和更小的电荷传导阻抗,这能更好地抑制电极在高倍率充放电过程中出现的极化,提高材料的倍率性能和循环稳定性。在0.5C,1C,2C,5C,10C和20C电流密度下,LTO/C电极可逆放电比容量分别为175,170,167,160,151和135 mAh·g~(-1);在20 C高倍率下循环500圈容量保持率为93%,仅9 mAh·g~(-1)容量损失。
2019年07期 v.38;No.329 19-24+31页 [查看摘要][在线阅读][下载 2873K] [下载次数：613 ] |[网刊下载次数：69 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：179 ] - 郭甜;陈昱锜;何泓材;李峥;冯玉川;
在聚合物电解质中添加Li_7La_3Zr_(1.4)Ta_(0.6)O_(12)(LLZTO)粉体可以降低聚合物材料的结晶度,促进锂离子迁移,进而提高固态电解质的离子电导率。以双三氟甲基磺酸亚酰胺锂(LiTFSI)、聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)以及LLZTO粉体为原料制备了不同LLZTO含量的氧化物-聚合物复合固态电解质。研究发现,添加质量分数20%LLZTO的固态电解质具有较高的离子电导率以及高机械强度,同时具有更宽的电化学窗口(5.5 V)。所制备的复合正极/固态电解质/复合负极全固态锂离子软包电池首次充放电比容量分别为176.32和143.31 mAh/g,首次库伦效率为81.3%,25次循环后电池放电容量保持率维持在93%以上。此外,循环前后阻抗变化较小,表现出较好的界面稳定性。
2019年07期 v.38;No.329 25-31页 [查看摘要][在线阅读][下载 2553K] [下载次数：1045 ] |[网刊下载次数：73 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：113 ] - 付豪;刘洪;朱建国;
采用固相法在900℃制备合成了Pb_(1-x)Sr_x(Zn_(1/3)Nb_(2/3))_(0.3 )O_3-(Zr_(0.49)Ti_(0.51))_(0.7)O_3(简写为PZN-PZT+xSrCO_3,x=0%,2%,4%,6%,8%)低温压电陶瓷。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和准静态压电常数测试仪、铁电测试仪系统地研究了Sr~(2+)取代A位的Pb~(2+)对PZN-PZT陶瓷的相结构、微观结构和电学性能的影响。结果表明,在选定SrCO_3掺杂浓度范围内,PZN-PZT陶瓷呈四方相晶体结构。随着x的增加,晶粒尺寸先增大后减小。掺杂摩尔分数4%的SrCO_3能有效提高PZN-PZT陶瓷的压电性能和铁电性能。当SrCO_3摩尔分数为4%时,PZN-PZT陶瓷有最佳的性能:d_(33)=496 pC/N,k_p=0.58,Q_m=40,T_C=244℃,ε_r=3000,P_r=32.80μC/cm~2,E_c=0.98 kV/mm。
2019年07期 v.38;No.329 32-36+41页 [查看摘要][在线阅读][下载 2186K] [下载次数：345 ] |[网刊下载次数：81 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：150 ] - 申丹;苏晓磊;闵文涛;钟涛;
针对导电银浆价格高、导电铜浆易氧化等问题,采用银包铜粉作为导电填料,聚氨酯改性丙烯酸树脂为树脂基体,通过丝网印刷在聚酰亚胺薄膜上印制导电线路,并用热固化的方式进行固化,从而获得导电性能优良的柔性银包铜基导电线路。结果表明:当银包铜粉的含量为65%(质量分数)时,制备的导电胶各项性能达到最佳值,满足丝印要求,平均膜厚为29.25μm,固化后得到的导电膜电阻率达到最低值1.06×10~(-3)Ω·cm。
2019年07期 v.38;No.329 37-41页 [查看摘要][在线阅读][下载 2231K] [下载次数：459 ] |[网刊下载次数：70 ] |[引用频次：4 ] |[阅读次数：201 ] - 王光伟;陈鸿珍;李友凤;谢波;潘琪;
借助于XRD、扫描电镜、二氧化碳响应测试、电化学阻抗谱等方法,对锂钡掺杂氧化碳酸盐的烧制及其在YSZ二氧化碳电化学传感器中的应用进行了研究。结果表明,锂钡掺杂氧化碳酸盐烧制温度对传感器响应性能具有影响,传感器电动势响应比例随着烧制温度的升高先增大后减小,而其在二氧化碳浓度降低和升高阶段之间的差异随烧制温度的升高呈先减小后增大的变化趋势。当锂钡掺杂氧化碳酸盐烧制温度为800℃时,传感器电动势响应比例和电动势变化率较大,电子转移数接近理论电子转移数2,符合能斯特响应规律。该传感器响应性能与二氧化碳初始浓度无明显关系,并能抵抗一定程度的水蒸汽累积影响,表现出较好的稳定性。
2019年07期 v.38;No.329 42-48页 [查看摘要][在线阅读][下载 2858K] [下载次数：136 ] |[网刊下载次数：77 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：148 ] - 殷浩洋;尹忠东;
对功率器件基板在自然对流换热条件下的散热特性进行了仿真分析和实验验证。首先利用ANSYS软件建立功率器件散热系统的仿真模型,仅改变绝缘层导热系数的大小研究其对系统散热性能的影响。然后制备不同石墨烯填充量的复合材料,涂敷于金属基板上作为金属基覆铜板的绝缘导热层。并且通过电学法测试结温与热阻的实验平台,测量功率器件散热系统中的二极管结温与热阻随绝缘层材料的变化情况。实验测试结果与仿真数据一致,验证了仿真模型的正确性。结果表明,石墨烯复合材料具有增强散热的特性,石墨烯质量分数为4%的复合材料散热性能最好。
2019年07期 v.38;No.329 49-54页 [查看摘要][在线阅读][下载 3725K] [下载次数：600 ] |[网刊下载次数：131 ] |[引用频次：8 ] |[阅读次数：126 ] - 王宁;李伟;范文兵;郭海松;
基于非等温能量传输模型,利用TCAD半导体器件仿真软件对红外光电晶体管外延层电阻率、基区表面浓度和基区宽度参数进行优化设计。根据不同环境温度情况下AlGaAs/GaAs发光二极管的发光强度,深入分析了光电晶体管结构参数对不同环境温度下电流传输比及其温度变化率的影响。仿真结果表明:减小基区表面浓度和基区宽度有利于提高电流传输比的温度稳定性。相比于高温情况,低温下不同发射区表面浓度情况下的电流传输比温度变化率几乎相同。虽然发光二极管的光强随着温度的升高而降低,但是光电晶体管集电极电流始终低于发生大注入效应时的临界集电极电流,导致随着温度升高,光电晶体管电流传输比随之增大。
2019年07期 v.38;No.329 55-62页 [查看摘要][在线阅读][下载 6082K] [下载次数：111 ] |[网刊下载次数：47 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：136 ] - 刘东静;王浩洁;樊亚松;梁海志;
针对LED汽车前照灯的散热问题,对比设计两款有/无散热槽的新型散热器结构形式,利用有限元分析软件ANSYS进行散热结构的热力学分析。针对初始设计的散热结构形式采用控制变量法进行参数优化,最后得出无槽结构的LED灯具最高温度为65.352℃,热应力为235.56 MPa;同等条件下有槽结构的LED灯具最高温度为62.712℃,最大应力为218.7 MPa。计算可知,具有散热槽LED灯具散热器优化后的温度相对无散热槽LED灯具散热器优化后的温度降低2.64℃,最大应力减小16.86 MPa。该仿真结果表明具有散热槽结构的散热器能够提高LED汽车前照灯的散热效果。
2019年07期 v.38;No.329 63-68页 [查看摘要][在线阅读][下载 2341K] [下载次数：534 ] |[网刊下载次数：62 ] |[引用频次：5 ] |[阅读次数：129 ] - 周瑞;章磊;胡国珍;
将RLC带通滤波电路拓展至分数阶域,探究其在分数阶下的新特性与规律。首先,基于分数阶电容器与电感器数学模型,推导出分数阶RLC带通滤波电路阻抗表达式一般情况。进一步,对分数阶RLC带通滤波电路阻抗灵敏度与相位特性展开研究。此外,从滤波角度,给出分数阶RLC带通滤波电路幅频特性与相频特性变化规律,并得出整数阶下滤波电路无法获得的新特性。最后,给出分数阶滤波电路优化设计举例。理论分析与数值实验结果相互印证。研究结果表明,较大分数阶阶次下,分数阶RLC带通滤波电路将获得令人满意的滤波效果。
2019年07期 v.38;No.329 69-75+94页 [查看摘要][在线阅读][下载 3851K] [下载次数：122 ] |[网刊下载次数：81 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：90 ] - 李响;王佳文;周泽坤;
在某些特殊的工作条件下,峰值电流模BUCK转换器会工作在输入电压和输出电压差值较小,且开关占空比较大的情况下。此时,如果发生负载由重载跳变到极轻载的变化,可能会导致输出电压高于输入电压的不利情况发生,整个控制环路出现失控,输出电压出现振荡波形。本文提出的辅助控制电路通过对输入、输出电压的比较检测,判断BUCK环路是否处于异常状态,并在合适的时间内关断高低侧功率管,保证了输出电压的稳定性。基于0.35μm CMOS工艺的仿真结果表明,当BUCK转换器负载发生重载6 A跳变为极轻载100 mA使得输出电压V_O超过输入电压V_(IN)时,失控辅助电路开始工作并在V_O掉到V_(IN)以下时及时输出恢复信号并关闭该辅助电路,恢复时间为87μs,整个过程未出现输出电压振荡现象。
2019年07期 v.38;No.329 76-79页 [查看摘要][在线阅读][下载 1447K] [下载次数：79 ] |[网刊下载次数：54 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：102 ] - 王开开;陈明;李聪;苗倩;董成杰;
为展宽微带天线的轴比带宽并提高增益,利用旋转馈电方法设计出一种小型化宽轴比高增益的圆极化微带阵列天线。天线由四个微带贴片单元和一个旋转馈电网络组成,每个贴片单元为引入半圆槽的切角矩形,且关于中心旋转对称;旋转馈电网络位于底层介质基板的表面,与四个贴片单元通过四个镀铜通孔相连。利用电磁仿真软件HFSS对天线的性能进行数值计算,阵列天线的-10 dB阻抗带宽为12.3%(4.71～5.33 GHz),3 dB轴比带宽为13.2%(4.67～5.33 GHz),峰值增益在5.2 GHz为9.02 dB。
2019年07期 v.38;No.329 80-84页 [查看摘要][在线阅读][下载 1025K] [下载次数：749 ] |[网刊下载次数：60 ] |[引用频次：14 ] |[阅读次数：145 ] - 南敬昌;吴炜圣;
针对当前读写器天线存在尺寸较大、设计成本较高的问题,设计了一款适用于UHF频段和ISM频段的小型化双频单层手持读写器天线。天线采用FR4介质层,首先在辐射贴片中间开正方形槽并在辐射贴片上分别开四边狭缝和四角狭缝,实现天线的双频和小型化,然后对天线结构中的各个参数进行仿真分析,最终确定天线各个参数取值,并制作出实物进行测试。测试结果表明,天线工作频段为910～938 MHz和2.42～2.48 GHz,阻抗带宽分别为28 MHz和60 MHz,最大增益分别为-1.68 dB和-2.67 dB,所以本文设计天线符合UHF频段和ISM频段的要求。天线的尺寸为72 mm×72 mm×3 mm,与其他同类型天线相比体积更小,且采用单层设计,使设计成本有所降低。
2019年07期 v.38;No.329 85-89页 [查看摘要][在线阅读][下载 1629K] [下载次数：592 ] |[网刊下载次数：58 ] |[引用频次：8 ] |[阅读次数：114 ]