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基于等效电路的反射型双波段线-圆极化转换器快速设计方法

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电波科学学报 2024年第2期39卷 262-270页

作者：吴数鑫张清河沈钊阳杨利霞三峡大学水电工程智能视觉监测湖北省重点实验室宜昌443002 三峡大学计算机与信息学院宜昌443002 安徽大学电子信息工程学院合肥230039

针对卫星通信高频段、高效率以及极化方式的应用需求,本文设计了一种反射型双波段线-圆极化转换器,基于传输线理论建立等效电路模型,并引入调节因子对极化转换器的几何参数进行数值修正,使模型具有较高的准确性。在此基础上采用粒子群优... 详细信息

针对卫星通信高频段、高效率以及极化方式的应用需求,本文设计了一种反射型双波段线-圆极化转换器,基于传输线理论建立等效电路模型,并引入调节因子对极化转换器的几何参数进行数值修正,使模型具有较高的准确性。在此基础上采用粒子群优化(particle swarm optimizer,PSO)方法,设计了一种可以在K/Ka波段卫星通信中实现双频段、双极化转换功能的反射型极化转换器。经过数值与仿真分析得出,该极化转换器可以在发送信道(19.2~21.2 GHz)实现左旋圆极化(left-hand circularly polarization,LHCP),在接收信道(29.2~30.8GHz)实现右旋圆极化(right-hand circularly polarization,RHCP),并且可以在最大入射角范围∆θ=45°(θ_(min)=0°,θ_(max)=45°)内使轴比(axial ratio,AR)低于3 dB。与CST全波电磁仿真技术及高斯过程回归(Gaussian process regression,GPR)模型相比,该文提出的等效电路模型大大降低了时间成本,显著提高了极化转换器的设计效率。

关键词：超表面等效电路极化转换双极化机器学习

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利用等效电路分析提高1550nm脉冲半导体激光发射模块性能

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激光与光电子学进展 2024年第9期61卷 362-370页

作者：李莉李林应家驹李刚王元铂北京理工大学光电学院中国人民解放军陆军工程大学石家庄校区电子与光学工程系

为适应人眼安全激光主动探测应用对探测激光高功率、窄脉宽的要求，提出了一种利用等效电路模型分析提高1550nm脉冲半导体激光发射模块性能的方法。基于特定激光器参数建立对应的等效电路模型，并将模型引入发射模块脉冲驱动电路，通过... 详细信息

为适应人眼安全激光主动探测应用对探测激光高功率、窄脉宽的要求，提出了一种利用等效电路模型分析提高1550nm脉冲半导体激光发射模块性能的方法。基于特定激光器参数建立对应的等效电路模型，并将模型引入发射模块脉冲驱动电路，通过仿真分析，得出影响模块高功率、窄脉冲激光输出特性的关键因素。将优化后两种封装的激光器接入设计制作的脉冲激光发射模块进行输出激光脉冲测试，实测结果验证了仿真的准确性，说明等效电路分析方法可应用于评价及优化提高激光发射模块的性能。最终获得了最大输出功率20W以上、脉冲宽度小于10ns的光脉冲，该模块实现了高功率、窄脉冲的激光输出。

关键词：激光主动探测 1550nm多量子阱激光器等效电路高功率窄脉冲宽度

楔形超声切割刀的等效电路模型及其工程设计分析

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陕西师范大学学报（自然科学版） 2024年第2期52卷 27-34页

作者：叶清渝许龙中国计量大学理学院浙江杭州310018 浙江省智能制造质量大数据溯源与应用重点实验室浙江杭州310018

为优化楔形超声切割刀的工程设计理论,基于变截面弹性体的波动方程,推导了楔形超声刀的等效电路模型。利用等效电路法、有限元法分别计算了楔形超声切割刀的谐振频率和放大系数,根据计算结果设计并制造了相应的实验样品。测试了实验样... 详细信息

为优化楔形超声切割刀的工程设计理论,基于变截面弹性体的波动方程,推导了楔形超声刀的等效电路模型。利用等效电路法、有限元法分别计算了楔形超声切割刀的谐振频率和放大系数,根据计算结果设计并制造了相应的实验样品。测试了实验样品的谐振频率、位移放大系数等关键参数。结果表明:楔形超声切割刀的等效电路为非互易二端口等效网络,共振频率的理论计算结果与实验测试结果之间的相对误差小于5%,等效电路法、有限元法和实验测试所得楔形超声切割刀的共振频率和放大系数结果一致。楔形切割刀的有效机电耦合系数随着纵向尺寸的增大而减小,其位移放大系数随着纵向尺寸增大而增大。研究结果为楔形超声切割刀的工程设计提供了简明理论和设计模型。

关键词：超声切割等效电路共振频率放大系数

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弯曲振动阶梯型变幅杆等效电路模型

应用声学 2024年

作者：许龙张天腾龚涛梁召峰赵伦周光平深圳职业技术学院智能制造技术研究所中国计量大学理学院

等效电路法由于其物理意义简洁、易于实现超声振动系统的整体设计及优化等优点，被广泛应用于超声振动系统的理论设计与分析中。然而，目前还未有文献报道关于弯曲振动阶梯型变幅杆的等效电路理论分析模型。为了建立弯曲振动阶梯型变幅... 详细信息

等效电路法由于其物理意义简洁、易于实现超声振动系统的整体设计及优化等优点，被广泛应用于超声振动系统的理论设计与分析中。然而，目前还未有文献报道关于弯曲振动阶梯型变幅杆的等效电路理论分析模型。为了建立弯曲振动阶梯型变幅杆的简明理论分析模型，基于Timoshenko梁理论，运用力电类比推导了圆柱型金属梁弯曲振动的F-V等效电路模型。在此基础上针对弯曲振动阶梯型变幅杆变截面处连接条件，推导了变截面位于波节处的弯曲振动阶梯型变幅杆的F-V等效电路模型，并得到了F-V等效电路模型的阻抗表达式、共振频率方程及位移放大系数表达式。最后，利用该文所建立的F-V等效电路模型计算了变截面位于波节处的弯曲振动阶梯型变幅杆的共振频率和位移放大系数，理论计算结果分别与有限元法和实验测试结果进行了对比，结果表明理论计算的变幅杆的弯曲共振频率同有限元计算值和实验测试值之间的相对误差均小于5.00%，理论计算和实验测试的变幅杆的弯曲振动位移放大系数分别为1.37和1.38。由此表明该文所建立的弯曲振动阶梯型变幅杆的等效电路模型具有较高的理论计算精度，可以实现弯曲振动阶梯型变幅杆的一体化设计。研究结果为弯曲振动超声系统的工程设计提供了简明理论模型和参考数据。

关键词：弯曲振动阶梯型变幅杆等效电路阻抗表达式共振频率方程

基于等效电路低温推进剂加注系统固有频率分析

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低温与超导 2024年第2期52卷 68-74,102页

作者：王勇钱华梁文清疏志勇雷刚王天祥车邦祥刘海洋东南大学能源与环境学院南京210000 航天低温推进剂技术国家重点实验室北京100028 北京空间飞行器总体设计部北京100094 航天晨光股份有限公司南京211100

系统的固有频率的研究对流固耦合振动具有重要意义,本文基于等效电路的方法,对低温推进剂加注系统固有频率开展研究,利用MATLAB/SIMULINK仿真软件搭建等效电路进行固有频率求解,最后计算了典型加注系统管路在不同管路参数以及流体物性... 详细信息

系统的固有频率的研究对流固耦合振动具有重要意义,本文基于等效电路的方法,对低温推进剂加注系统固有频率开展研究,利用MATLAB/SIMULINK仿真软件搭建等效电路进行固有频率求解,最后计算了典型加注系统管路在不同管路参数以及流体物性参数下的系统一阶固有频率,该方法更为直观地获得管路参数和流体物性参数对系统固有频率的影响规律。研究表明,加注系统的固有频率与加注管道长度有关,在管径为0.15 m下当加注管从5 m增加到25 m时其固有频率减小了22.5%,且增加蓄压器后系统的固有频率也会减小。研究结果可为低温推进剂管路设计和减振防护提供技术依据。

关键词：低温推进剂流体管路系统固有频率等效电路

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空化条件下泵快速启动过程的等效电路模拟

东方电气评论 2024年第3期38卷 24-30页

作者：马艳梅张洪东方电气集团东方电机有限公司四川德阳618000

空化可能导致水力系统中出现压力振荡以及弥合水锤等问题,对水力系统形成安全隐患。传统的水柱分离模型基于一元理论,无法准确预测泵等水力机械的空化过程及其对系统的影响,而一维管路系统与三维流场的耦合计算方法计算工程量巨大且稳... 详细信息

空化可能导致水力系统中出现压力振荡以及弥合水锤等问题,对水力系统形成安全隐患。传统的水柱分离模型基于一元理论,无法准确预测泵等水力机械的空化过程及其对系统的影响,而一维管路系统与三维流场的耦合计算方法计算工程量巨大且稳定性不高,因此寻找一种快速、简易、稳定良好的水力系统空化模拟方法很有必要。基于等效电路法,使用MATLAB/SIMULINK仿真模拟软件对水力元件及空泡建模,并利用三维稳态空化流动计算获得空化特性参数,模拟3种典型工况下水泵开阀启动的过渡过程,分析水力参数动态特性及空化特性,并与实验数据以及一维管路系统与三维空化流场耦合计算结果进行对比。结果表明,该方法可以比较准确地预测水泵快速启动过程中泵内空化体积、泵进出口压力及流量的变化过程,且所需计算时间短,计算稳定性好。

关键词：空化水泵开阀启动过渡过程等效电路

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牵引电机等效电路优化模型的辨识

电机技术 2024年第1期 13-18页

作者：彭凯江苏新誉阿尔斯通牵引系统有限公司 213166

牵引电机的矢量控制建立在牵引电机的模型之上,因此电机模型的准确性与控制系统的性能密切相关。文章首先根据电机学基本理论,建立了牵引电机等效电路,再从理论上推导包含杂散损耗的牵引电机等效电路。然后对MJV180-06牵引电机进行测试... 详细信息

牵引电机的矢量控制建立在牵引电机的模型之上,因此电机模型的准确性与控制系统的性能密切相关。文章首先根据电机学基本理论,建立了牵引电机等效电路,再从理论上推导包含杂散损耗的牵引电机等效电路。然后对MJV180-06牵引电机进行测试,并通过试验数据,推导了该牵引电机的等效电路模型。最后对比测试结果,发现牵引电机等效电路中转子电阻和转子电抗是一组变量,由此推测牵引电机存在变化的动态等效模型。

关键词：牵引电机等效电路杂散损耗

纸基复合吸波超材料吸波性能的等效电路分析方法研究

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造纸科学与技术 2024年第2期43卷 24-27页

作者：姬妍郭林伟艾朝霞榆林学院陕西榆林719000

纸基复合吸波超材料是一种较为理想的宽带雷达吸波材料。以某种具有六边形环结构的纸基复合吸波超材料为例,借助等效电路方法对该材料的吸波性能进行分析。结果表明:借助等效电路方法可以较为直观、准确地得到纸基吸波超材料的吸波性能... 详细信息

纸基复合吸波超材料是一种较为理想的宽带雷达吸波材料。以某种具有六边形环结构的纸基复合吸波超材料为例,借助等效电路方法对该材料的吸波性能进行分析。结果表明:借助等效电路方法可以较为直观、准确地得到纸基吸波超材料的吸波性能分析结果,与一般的全波仿真分析方法相比具有更强的实用性。

关键词：纸基吸波材料吸波性能等效电路全波仿真

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NiMnGa磁控形状记忆合金纵振式换能器

声学学报 2024年第2期49卷 327-335页

作者：蓝宇王厚琦卢苇哈尔滨工程大学水声技术全国重点实验室哈尔滨150001 工业和信息化部海洋信息获取与安全工信部重点实验室(哈尔滨工程大学) 哈尔滨150001 哈尔滨工程大学水声工程学院哈尔滨150001

为实现低频、小尺寸水下声源,利用具有大应变、快速响应和高能量密度等优势的NiMnGa合金为驱动元件设计了水声换能器。基于NiMnGa合金变形原理,建立了NiMnGa纵振式换能器物理模型,推导了等效电路。通过有限元法,实现了NiMnGa纵振式换能... 详细信息

为实现低频、小尺寸水下声源,利用具有大应变、快速响应和高能量密度等优势的NiMnGa合金为驱动元件设计了水声换能器。基于NiMnGa合金变形原理,建立了NiMnGa纵振式换能器物理模型,推导了等效电路。通过有限元法,实现了NiMnGa纵振式换能器电磁-机械-声的多物理场耦合仿真,用于预测换能器的水下声学性能。制作了小型NiMnGa纵振式换能器样机,并在水中测试了500~800 Hz频带内的声源级。实验结果表明,换能器样机辐射面直径为8 mm,水中谐振频率为700 Hz,最大声源级为115.5 dB。

关键词：磁控形状记忆合金等效电路本构方程水声换能器