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高效率射频功率放大器的研究

高效率射频功率放大器的研究

作者：张作龙西南交通大学

学位级别：硕士

射频功率放大器是当今无线通信系统的核心部件之一,射频功率放大器从20世纪中叶发展到今天,种类与形式都日趋增多,应用领域也不断扩大。近年来,为了满足无线通信系统对射频功率放大器的轻重量、小体积以及电源低功耗等要求,展开提高功... 详细信息

射频功率放大器是当今无线通信系统的核心部件之一,射频功率放大器从20世纪中叶发展到今天,种类与形式都日趋增多,应用领域也不断扩大。近年来,为了满足无线通信系统对射频功率放大器的轻重量、小体积以及电源低功耗等要求,展开提高功率放大器效率的研究势在必行,高效率射频功率放大器的研究受到了广泛的关注。传统的功率放大器（包含A类、B类、AB类和C类）通过调整工作状态（即减小晶体管导通角θ）来提高效率,在传统功率放大器的工作状态下,由于电压和电流同时工作,要使晶体管的功耗降低到零,那么输出功率必然也降低到零,结果,通过减小导通角来提高功率放大器效率的途径达到了一个瓶颈。所以功率晶体管对电压和电流交替导通的新型的开关类射频功率放大器应运而生（包含D类、E类和F类）。它最大程度上减小电压和电流的重叠程度,以此来降低功率晶体管本身的功耗,理论上晶体管本身的功耗可以降低到零,即射频功率放大器的效率理论上可以达到100%。而对于双管推挽形式的D类功放而言,应用频段在MHz以上时,由于晶体管本身的开关延迟效应,致使电压和电流产生严重的重叠,导致效率严重下降。然而,采用单管放大的E类射频功率放大器克服了这一缺点,适用于更高的频段,达到的效率也更为理想。所以展开对高效率E类射频功率放大器的研究具有重要的意义。首先,本文介绍了射频功率放大器的基本概念,发展历程等,引出了展开对高效率射频功率放大器的研究的现实意义;其次,简要介绍了几类传统的射频功率放大器和几类新型的开关类射频功率放大器;再次,选用E类工作模式,基于M/A COM公司的MRF166C型号的功率晶体管设计了具有并联电容结构的141MHz的高效率射频功率放大器,通过理论的计算以及射频电路仿真软件的帮助得到了最终的高效率射频功率放大器的电路,当驱动功率为1W,漏极电压为28V时,最大直流转换效率78.2%,输出功率20.8W;最后,制作出了141MHz高效率射频功率放大器的实物,并对实物进行了效率以及谐波等参量的测试,得到当驱动功率为1W,漏极电压为28V时,最大直流转换效率72.5%,输出功率22.2W,最大PAE为69.3%,并与理论计算值进行分析比较。实测结果与理论计算结果相吻合,充分说明了此类设计的可行性,也为E类共效率射频功率放大器的研究提供了一个较为有价值的参考。

关键词：射频功率放大器开关类功率放大器 E类功率放大器高效率并联电容结构

竞技《八段锦》第六式“两手攀足固肾腰”运动学特征研究

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竞技《八段锦》第六式“两手攀足固肾腰”运动学特征研究

作者：张作龙浙江师范大学

学位级别：硕士

《健身气功·八段锦》因其显著的健身效果和易行、安全的特点,现流传广泛,深受习练者喜爱。随着近几年健身气功的逐渐普及,有关此项目的研究也逐渐增多,但现有健身气功八段锦的研究大多集中在源流、哲学、文化、保健康复等方面,有关技... 详细信息

《健身气功·八段锦》因其显著的健身效果和易行、安全的特点,现流传广泛,深受习练者喜爱。随着近几年健身气功的逐渐普及,有关此项目的研究也逐渐增多,但现有健身气功八段锦的研究大多集中在源流、哲学、文化、保健康复等方面,有关技术动作细节和借助科学仪器的研究相对较少,尤其是对竞技八段锦的研究更是寥寥无几。竞技八段锦中的动作对身体的力量、柔韧和平衡能力都有了更高的要求,其中第六式“两手攀足固肾腰”增加了“吻靴”和“蹬脚平衡”两个高难动作,能否完成好这一式即成为决定运动员成绩优异与否的重要标准。为了使广大运动员和健身气功爱好者能更好地把握其动作精髓,了解动作原理,本文在前人研究的理论基础上对八段锦竞技功法“两手攀足固肾腰”动作进行运动学特征分析。本研究以SIMI Motion8.0运动解析系统为主要分析数据手段,结合文献资料法,运动解析法等研究方法,以6名八段锦竞技功法高水平运动员为测试对象,收集并分析他们演绎竞技八段锦“两手攀足固肾腰”动作过程中的运动学数据。每位运动员拍摄6次,取最完美的3次进行数据处理并计算平均值后进行分析,旨在找出该动作的关键数据和特点,为提高教学、训练和科学评判而服务,从而提高竞技健身气功运动员的整体水平,在推动健身气功科研进程的同时让更多的人了解该功法。研究得出:1.节奏特征:演练“两手攀足固肾腰”的总时间长短和各个环节用时比例的不同都会影响比赛成绩;男运动员完整动作的总时间为44.83s±1.24s,女运动员总时间为47.29s±0.37s,男运动员所用时间要少于女运动员;男女运动员5个技术环节所用时间不一,但每个环节所占总时间的百分比呈现出规律性比例;时间消耗主要集中在a-c环节和e-g环节,这两个环节是节奏变化的重点,d和h两个环节所占时间最少,是动作规格提高的重点。2.重心特征:整理分析出“两手攀足固肾腰”动作人体重心不同方向变化范围值,发现运动员不同方向重心变化明显,图形和波动环节呈现出规律性特征;前后重心轨迹呈现出参差不齐的“W”形状,左右为“Z”字形状,上下为规则圆润的“W”形状;重心偏移量上下偏移＞左右偏移＞前后偏移,a-c环节、e-g环节为主要晃动环节,女运动员偏移量均大于男运动员;右势动作的偏移量普遍大于左势,动作有左右不均衡现象,应加强平衡和稳定的调节能力及控制能力,使重心始终保持在支撑面内;动作中“轻微晃动”和“明显晃动”的界定没有明确标准。3.关节角度特征:整理分析出“两手攀足固肾腰”动作各关节不同时刻角度变化范围值,发现各关节活动范围差异性明显,存在左右变化不平衡的问题,波峰波谷特点各不相同;上肢角度变化较为复杂,上肢的活动轨迹对辅助身体平衡有重要作用,教学中应重点说明,下肢角度变化范围极大,下肢的柔韧性和肌肉力量对动作水平影响较大;此动作对髋关节的开度要求较高,髋关节开度是提高难度动作规格的重点;环节与环节之间的衔接部分动作扣分说明应进一步细化。

关键词：健身气功八段锦竞技八段锦两手攀足固肾腰运动学

高动态DS/FH混合扩频接入系统的研究及其FPGA设计

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高动态DS/FH混合扩频接入系统的研究及其FPGA设计

作者：张作龙西安电子科技大学

学位级别：硕士

DS/FH混合扩频技术综合了DSSS和FHSS两种扩频方式的优点,具有更强的抗干扰、抗截获能力。本文基于平流层通信平台,对高动态环境下基于DS/FH混合扩频技术做了以下几个方面的研究:1.研究了平流层通信系统,分析了DS/FH混合扩频技术的原理... 详细信息

DS/FH混合扩频技术综合了DSSS和FHSS两种扩频方式的优点,具有更强的抗干扰、抗截获能力。本文基于平流层通信平台,对高动态环境下基于DS/FH混合扩频技术做了以下几个方面的研究:1.研究了平流层通信系统,分析了DS/FH混合扩频技术的原理和特点,在此基础上,给出了高动态基于DS/FH混合扩频技术平流层通信系统的原理和结构。2.完成高动态环境下基于DS/FH混合扩频技术接入系统的发射机和接收机的结构设计,提出了一种易于FPGA实现的接收机的实现方案。3.设计了一种在高动态环境下DS/FH混合扩频信号捕获和跟踪算法。完成系统中各个部分的MATLAB仿真以及系统的整体仿真。4.研究了宽间隔、非重复、素数跳频序列族的性能,设计一种抗干扰、抗截获能力强的跳频序列族,完成其性能的MATLAB仿真。5.完成系统发射机以及部分接收机模块的Verilog语言开发和FPGA设计。

关键词： DS/FH 高动态捕获跟踪 FPGA设计

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一种新的石油套管抗挤能力计算方法

石油大学学报（自然科学版） 1993年第A期17卷 146-155页

作者：张作龙高学仁

提出了一种计算实际管弹塑抗挤能力的新方法，又称Ｅｏｚ法。用算例将Ｅｏｚ法与美国ＡＰＩ法及前苏联Ｅｐｅｍｅｈｋｏ法进行了对比。证明了Ｅｏｚ法具有高的计算精度，它不仅可以计算出耐压极值，而且还可计算外压－变形全过程，从而... 详细信息

提出了一种计算实际管弹塑抗挤能力的新方法，又称Ｅｏｚ法。用算例将Ｅｏｚ法与美国ＡＰＩ法及前苏联Ｅｐｅｍｅｈｋｏ法进行了对比。证明了Ｅｏｚ法具有高的计算精度，它不仅可以计算出耐压极值，而且还可计算外压－变形全过程，从而可分析管的抗挤性能。计算分析表明，提高套管制造精度和改善材料特性可以大大提高套管的抗挤能力。

关键词：石油套管抗挤能力弹塑性

变螺距套管螺纹在轴向拉力作用扣牙力分布及计算

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石油钻探技术 1994年第1期22卷 55-56页

作者：高学仕张作龙

理想等螺距管螺纹接头在轴向拉力作用下，扣牙力分布呈抛物线状，制约了管螺纹接头的承载能力。采用适当的变螺距工艺可使扣牙力分布得以改善，从而提高套管柱承载能力。本文用解析法求出了变螺距管螺纹接头扣牙力分布曲线，探讨了变距... 详细信息

理想等螺距管螺纹接头在轴向拉力作用下，扣牙力分布呈抛物线状，制约了管螺纹接头的承载能力。采用适当的变螺距工艺可使扣牙力分布得以改善，从而提高套管柱承载能力。本文用解析法求出了变螺距管螺纹接头扣牙力分布曲线，探讨了变距方式、变距量和变距点等问题。

关键词：套管变螺距扣牙力轴向拉力

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钻井液提升阀流量系数的测定

中国石油大学学报（自然科学版） 2010年第2期34卷 125-129页

作者：朱万胜张作龙李继志中国石油大学机电工程学院山东东营257061

以钻井液作为介质,对锥阀、球阀、板阀3种阀芯4种不同结构的阀座形式在不同开度下的流量、压力进行测量和计算,得出了各种条件下钻井液提升阀阀口流量系数及其规律,并与水压阀阀口流量系数进行对比分析。结果表明:阀座倒角角度和倒角长... 详细信息

以钻井液作为介质,对锥阀、球阀、板阀3种阀芯4种不同结构的阀座形式在不同开度下的流量、压力进行测量和计算,得出了各种条件下钻井液提升阀阀口流量系数及其规律,并与水压阀阀口流量系数进行对比分析。结果表明:阀座倒角角度和倒角长度对锥阀及球阀阀口流量系数有较大影响,对板阀影响较小;背压存在与否对板阀流量系数变化规律影响较大;与水压阀相比,钻井液提升阀阀口流量系数略高。

关键词：钻井液幂律流体提升阀流量系数

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采油平台柔性连续抽油杆驱动系统设计

机床与液压 2013年第20期41卷 13-16页

作者：盖永革张作龙中国石油大学(华东) 山东青岛266555

柔性连续抽油杆作为一种新型的有杆泵抽油的抽油杆,不仅能很好地弥补刚性抽油杆存在的一些不足,而且能发挥其独特的优点。根据柔性抽油杆的驱动需要,利用SolidWorks三维设计软件对柔性抽油杆的驱动设备进行了系统设计。实际应用结果表明... 详细信息

柔性连续抽油杆作为一种新型的有杆泵抽油的抽油杆,不仅能很好地弥补刚性抽油杆存在的一些不足,而且能发挥其独特的优点。根据柔性抽油杆的驱动需要,利用SolidWorks三维设计软件对柔性抽油杆的驱动设备进行了系统设计。实际应用结果表明:系统整体设计合理,能够很好地完成柔性抽油杆稳定地起下作业,有利于提高设备的整体效率。

关键词：连续抽油杆驱动设备有杆泵抽油 SolidWorks三维设计液压驱动