- 标题
- 摘要
- 关键词
- 实验方案
- 产品
-
一种采用平面仿表面等离子体极化激元结构的紧凑型漏波天线
摘要： 本文提出并验证了一种基于超表面等离激元（SSPP）技术的漏波天线。通过合理设计所提出的SSPP单元，可实现SSPP波在束缚模式与辐射模式间的切换。通过优化调制深度可获得高辐射效率，从而确保仅需少量SSPP辐射单元即可实现紧凑型SSPP漏波阵列。为验证设计，采用低成本FR-4基板制作了由SSPP馈电网络和4×4 SSPP辐射单元组成的原型天线，仿真与实测结果高度吻合。该阵列天线展现了SSPP技术在漏波天线应用中的良好前景。
关键词： 色散曲线，超表面等离子体激元极化子（SSPP），SSPP天线阵列，SSPP功分器
更新于2025-09-23 15:23:52
-
功能梯度压电-压磁扇形圆柱结构中导波的磁电效应
摘要： 功能梯度压电-压磁（FGPP）材料同时包含压磁相和压电相，能够实现机械场、电场与磁场之间的能量转换。本研究采用双勒让德正交多项式法，探究了FGPP扇形柱体结构中磁电效应对波传播的影响。通过海维赛德函数将初始条件引入波动方程，计算了频散特性、电势与磁势以及坡印廷矢量，并进一步分析了梯度变化和几何尺寸对波特征的影响。由于FGPP扇形柱体结构具有复杂的几何形态和材料非均匀性，重点讨论了这些因素对磁电效应的作用机制。结果表明：截止频率与结构横截面积呈负相关关系，且通过改变横截面几何尺寸可调控磁电效应。该研究成果可用于压电-压磁扇形换能器的设计与优化。
关键词： 色散曲线、坡印廷矢量、功能梯度压电-压磁材料、磁电效应、扇形截面
更新于2025-09-23 15:21:01
-
轻微扁平化畸变布拉格光纤波导中的功率损耗谱估算
摘要： 对具有轻微扁平畸变的布拉格光纤波导的色散特性和光纤损耗谱进行了估算，以应用于传感领域。通过匹配四分之一波堆叠条件下各边界处的场，得到了波导的特性方程和光功率损耗方程。研究发现，最优功率损耗与畸变系数的九次方成反比。结果表明，当包层b（低折射率层）的折射率降低、包层a（高折射率层）的折射率升高时，最优光纤损耗随之减小。同时，还估算了高、低折射率包层损耗增加时的光纤损耗。该光纤损耗谱可作为传感信号。由于畸变布拉格光纤的损耗高于标准布拉格光纤，因此所提结构的灵敏度更高。此外，随着纤芯介质折射率的增加，灵敏度也会提升。这些结果有助于设计基于空芯畸变布拉格光纤的新型高灵敏度传感器。
关键词： 功率损耗、畸变布拉格光纤、色散曲线、灵敏度
更新于2025-09-23 15:19:57
-
层状各向异性压电声子晶体中沿厚度方向耦合弹性波的频带可调谐性
摘要： 尽管周期性层状压电复合材料中纯纵向（主波（P波））和纯横向（次级波或剪切波（S波））波带结构的被动调节与主动调谐已有研究，但这些声子晶体中耦合弹性波（如P-SV波、P-SH波、SV-SH波及P-SV-SH波）——尤其是当波模耦合源于材料各向异性时——的主动调谐仍属未涉领域。本文提出解析矩阵法，用于求解由任意各向异性材料构成并施加四种电学边界条件的周期性多层压电复合材料中沿厚度方向传播的耦合弹性波色散特性。通过在这四种电学边界（电开路、外接电容、电短路及外反馈控制）间切换，并针对外接电容/反馈电压边界调节电容/增益系数，研究了相关声子多层晶体中沿层厚方向耦合弹性波带特性的可调谐性。首先引入状态空间形式体系描述任意各向异性弹性层与压电层的三维弹性动力学；其次基于单胞内各组成层状态向量的行波解，运用传递矩阵法推导整个周期性层状各向异性压电复合材料中特征耦合弹性波的色散方程；最后通过数值算例展示耦合弹性波的色散特性，并重点阐明其与压电组成层各向异性的关联。数值算例同时探究了电学边界与电极厚度对各类耦合弹性波带结构的影响。主要发现之一：虽然qH=nπ（qH为无量纲特征波数）必定是纯P波与S波的分界点，但该条件对耦合弹性波而言并非总是通带与阻带的划分依据；另一主要发现：耦合弹性波对各向异性电学边界的响应敏感性高于纯P波与S波模式，因此利用耦合弹性波可实现更高的调谐效率。
关键词： 电边界、耦合弹性波、色散曲线、层状压电声子晶体、任意各向异性材料、带隙可调性
更新于2025-09-19 17:13:59
-
电磁波导中辐射与传播的数学问题
摘要： 研究了具有非均匀填充的规则波导中的辐射问题以及非规则空心波导中的散射问题。证明了波导根向量系的完备性。设定了辐射条件并确定了激励问题的可解性。分析了各向异性填充波导的色散曲线，考察了色散曲线的奇点。研究了共振状态下波导的激励问题，证明了向量场的嵌入定理，并确立了波导中散射问题的可解性。
关键词： 共振机制、嵌入定理、波导、色散曲线、辐射问题、散射问题
更新于2025-09-16 10:30:52
-
利用两个执行器和相位扰动在低频下识别波导色散曲线
摘要： 充液弹性管的频散曲线可用于材料声学特性的无损测量。当多个模态或长波场景参与管体动力学时，其基础物理原理会导致数值计算过程出现奇异性。现有文献描述了多种需要大样本量比值的频散曲线识别方法。本文提出通过在每个激励频率下施加多重边界相位扰动，来丰富这一不适定问题的可用信息量。该方法采用两个分别位于波导两端的作动器产生不同相对相位，继而进行非线性模型拟合。我们基于模型推导并通过对充气管的实验验证了该方案——结果表明该方法即便在结构-声学耦合极弱和低频条件下仍能有效恢复频散曲线。该方案仅需两个作动器和单个传感器即可适用于各类波导，从而使频散曲线估计在以往难以处理的案例中成为现实。
关键词： 无损测量、相位扰动、非线性模型拟合、色散曲线、声学特性、充液弹性管
更新于2025-09-11 14:15:04
-
移动激光源激发的声子晶体模态的空间分布
摘要： 本文通过实验给出了具有周期性矩形波纹的铝板中兰姆波的频散曲线。采用模式选择方法，利用移动连续波激光在波纹周期结构区域激励兰姆波，且信号可在激励区域内任意点检测。观测了相速度与频率的关系，发现实验结果中频散曲线的强度分布与频散曲线斜率及检测点选择有关。检测了一系列位置的振动，反映了兰姆波在通过周期结构传播过程中能量的变化，这与现有的单点激励和检测方法不同。特别研究了由布拉格反射引起的共振点处模式振幅的空间分布。
关键词： 色散曲线、声子晶体、布拉格反射、激光超声法、兰姆波
更新于2025-09-11 14:15:04
-
微波波段二维金属光子晶体阵列的定向辐射设计
摘要： 设计了一种具有矩形晶格的二维金属光子晶体结构，用于微波频段的定向波传播。通过计算EPC（等效周期结构）的色散曲线来设计定向周期阵列。为便于计算，研究采用矩形周期阵列（与光学频段采用介质棒和六边形结构组成周期阵列的参考文献不同）。将计算所得色散曲线与有限厚度周期阵列理论相结合，构建出定向波传播结构。研究了金属棒数量对天线方向性的影响，并对仿真结果进行对比分析。发现横向金属棒数量增加时，天线方向性增强且旁瓣辐射功率降低。基于仿真结果，实际制作二维金属光子晶体阵列进行测量验证。测量结果表明：位于阵列中心的天线在3.1GHz频率下可获得良好方向性。
关键词： 二维金属光子晶体、天线方向性、微波波段、定向辐射、色散曲线
更新于2025-09-10 09:29:36
-
钠掺杂对PZT纳米胶体与纳米结构光学介电常数、带隙结构、非线性及压电性能的影响
摘要： 本研究探讨了钠原子掺杂对锆钛酸铅（PZT）纳米颗粒光学性能的影响，并与未掺杂颗粒进行对比。分析表明形成了尺寸小于30纳米的PZT纳米结构。X射线衍射图谱显示，随着结构中引入掺杂钠原子，颗粒尺寸增大而择优取向强度降低。通过对胶体溶液吸收光谱的分析发现，掺杂颗粒在紫绿光波段具有更强的吸收能力。研究还得出结论：PZT纳米颗粒仅具有间接光学带隙，且掺杂颗粒的带隙更窄。采用数值方法比较薄膜的光学介电常数，显示出掺杂对介电常数实部和虚部的显著影响。此外，通过连续波Nd-YAG激光照射进行z扫描实验，测量了纳米胶体的热光系数和非线性吸收系数。最后利用迈克尔逊干涉仪研究了钠掺杂对样品压电性能的影响。
关键词： z扫描、压电、迈克尔逊干涉仪、色散曲线、PZT纳米颗粒
更新于2025-09-04 15:30:14