检索结果-内蒙古大学图书馆

舰船电子工程 2024年第6期44卷 188-191,198页

作者：闫登辉张会新杨晓蕾中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051

针对通电线圈产生空间磁场的强度大小不确定,难以对此进行更好的磁通信等问题,论文采用Maxwell和Matlab软件仿真验证空间中不同位置的磁感应强度来进行更好的磁通信。磁通信的三维线圈是一种将电能转化为磁场能量进行无线电能传输的装置... 详细信息

针对通电线圈产生空间磁场的强度大小不确定,难以对此进行更好的磁通信等问题,论文采用Maxwell和Matlab软件仿真验证空间中不同位置的磁感应强度来进行更好的磁通信。磁通信的三维线圈是一种将电能转化为磁场能量进行无线电能传输的装置,由多个环形线圈组成,每个线圈都被称为一个“匝”,并且它们是相互嵌套的。在工作时,磁通信的三维线圈会通过交变电流在线圈中产生磁场,然后将这个磁场传输到接收器中,接收器通过感应产生的电压将磁场能量转化为电能,采用棱边单元法对发射线圈进行了求解分析,并得出了发射线圈磁场强度的分布情况。研究分析了线圈直径、线圈匝数和线圈匝间距等设计参数对磁场强度的影响,并提出了优化感应线圈的理论依据。

关键词：三维线圈磁场强度磁通门

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基于磁集聚效应的系综NV色心磁检测增强

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物理学报 2021年第14期70卷 290-298页

作者：李中豪王天宇郭琦郭浩温焕飞唐军刘俊中北大学仪器与电子学院太原030051 中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051 中北大学量子传感与精密测量山西省重点实验室太原030051

高灵敏色心量子自旋磁检测是弱磁、极弱磁检测及成像应用的关键.本文通过搭建结合磁力线集聚结构(MFC)的系综金刚石氮空位(NV)色心的宽视场磁分布成像系统,对系综金刚石NV色心磁检测增强进行了系统研究.首先基于磁力线集聚效应仿真设计... 详细信息

高灵敏色心量子自旋磁检测是弱磁、极弱磁检测及成像应用的关键.本文通过搭建结合磁力线集聚结构(MFC)的系综金刚石氮空位(NV)色心的宽视场磁分布成像系统,对系综金刚石NV色心磁检测增强进行了系统研究.首先基于磁力线集聚效应仿真设计并制造了成对的T型薄片状MFC结构,利用连续波光探测磁共振(ODMR)宽视场磁成像技术对MFC的磁增强效果进行验证.实验测试的MFC间距的最小值为1.0 mm,此时磁增强倍数约为10.35,通过进一步对比不同磁场强度以及不同间距条件下的MFC磁增强效果,验证了MFC磁增强效果的有效性,系统磁检测灵敏度由1.10 nT/Hz^(1/2)提升至0.30 nT/Hz^(1/2).通过进一步对比仿真与测量获得的磁增强倍数与间隙宽度的关系,可对实验系统的磁增强及灵敏度进行有效估计.在MFC间距为0.5 mm时,对应的磁增强倍数可提升至约18.21,磁灵敏度则可达0.25 nT/Hz^(1/2).以上结果表明基于磁集聚效应可以实现系综金刚石氮空位色心磁检测灵敏度的有效提升,为精密量子测量技术在弱磁、极弱磁检测应用方面提供了参考.

关键词：磁力线集聚结构系综金刚石氮空位色心连续波光探测磁共振磁灵敏度

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一种超宽带柔性梯形环分形天线的设计

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微纳电子技术 2022年第4期59卷 335-340,355页

作者：陈沁文张斌珍段俊萍邓浩武鑫磊中北大学仪器与电子学院仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051

基于分形天线和微电子机械系统(MEMS)工艺,设计了一款超宽带柔性梯形环分形天线,适用于柔性电子设备和可穿戴设备。采用共面波导的方式对天线进行馈电,利用分形结构改变电流路径,使阻抗匹配极大改善,实现了超宽带性能。在最外层梯形环... 详细信息

基于分形天线和微电子机械系统(MEMS)工艺,设计了一款超宽带柔性梯形环分形天线,适用于柔性电子设备和可穿戴设备。采用共面波导的方式对天线进行馈电,利用分形结构改变电流路径,使阻抗匹配极大改善,实现了超宽带性能。在最外层梯形环结构上加载弧形边缘,可以进一步改善天线在2.7~14.1 GHz频段内的回波损耗。天线以柔性材料聚二甲基硅氧烷(PDMS)作为介质基板,采用MEMS工艺加工,金属部分两次溅射成型,具有精度高和超宽带性能稳定的特点。制作的天线相对带宽可达157.2%(2.36~19.7 GHz),在共形于20 mm半径的圆柱后,天线最低工作频率向右偏移460 MHz,但仍具有稳定的超宽带特性。在天线的工作频率内,柔性梯形环天线的辐射方向图稳定,测试结果与仿真结果一致性较好。

关键词：微电子机械系统(MEMS) 柔性材料分形天线超宽带天线可穿戴设备

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基于UV-LIGA工艺的W波段波导带通滤波器

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微纳电子技术 2022年第11期59卷 1162-1168页

作者：申欣欣陆畅张斌珍段俊萍中北大学仪器与电子学院仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051

研制了一种可应用于6G通信系统的W波段腔体带通滤波器。与传统的直接耦合带通滤波器相比,该滤波器通过引入两个基于TE_(301)模式的单线态结构,分别在通带两端产生两个传输零点,从而增强了滤波器阻带抑制性能。通过调整谐振腔尺寸,可以... 详细信息

研制了一种可应用于6G通信系统的W波段腔体带通滤波器。与传统的直接耦合带通滤波器相比,该滤波器通过引入两个基于TE_(301)模式的单线态结构,分别在通带两端产生两个传输零点,从而增强了滤波器阻带抑制性能。通过调整谐振腔尺寸,可以实现对传输零点的独立控制。利用电磁仿真软件对滤波器材料对插入损耗及时延的影响进行了仿真分析。该波导带通滤波器采用UV-LIGA工艺进行加工制作并测试。测试结果表明,该滤波器的中心频率为94 GHz,-3 dB分数带宽为25.8%,插入损耗小于2 dB,阻带抑制最大可以达到-65 dB,验证了滤波器设计与制备方法的可行性。

关键词：波导带通滤波器 UV-LIGA 94 GHz 单线态传输零点

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表面等离子体共振型光子晶体光纤偏振滤波器性能优化设计方法

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重庆大学学报 2021年第9期44卷 139-146页

作者：贾平岗左方俊刘磊安国文中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051

以一种常见的光子晶体光纤为载体,利用金属填充物和纤芯周围折射率环境结构的不对称性,提出了一种基于表面等离子体共振效应的光子晶体光纤偏振滤波器性能优化设计方法。研究发现,通过对光子晶体光纤纤芯和金属填充物周围结构的特殊设计... 详细信息

以一种常见的光子晶体光纤为载体,利用金属填充物和纤芯周围折射率环境结构的不对称性,提出了一种基于表面等离子体共振效应的光子晶体光纤偏振滤波器性能优化设计方法。研究发现,通过对光子晶体光纤纤芯和金属填充物周围结构的特殊设计,可有效调控周围材料的有效折射率,以实现金属等离子体模式的双折射效应和光纤纤芯模式的双折射特性。因此,当纤芯模式和金属的表面等离子体模式满足相位匹配条件时,即可达到偏振滤波的效果,并获得很好的消光比,而不需要对光子晶体光纤的结构进行复杂设计,降低了器件制备难度,避免了所设计的光纤结构无法实现实际制备的问题。

关键词：光子晶体光纤偏振滤波器表面等离子体共振有限元分析

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用于不同粒径粒子聚焦的MEMS微流体芯片

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微纳电子技术 2022年第8期59卷 778-786页

作者：冀苗苗张斌珍段俊萍中北大学仪器与电子学院仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051

基于惯性微流体技术和微电子机械系统(MEMS)工艺,设计了一款用于不同粒径粒子聚焦的微流体芯片。通过对不同收缩区-扩张区面积比(CE-ratio)以及相同CE-ratio下不同收缩区与扩张区长度关系的微通道进行仿真测试,制备出了分别适用于不同... 详细信息

基于惯性微流体技术和微电子机械系统(MEMS)工艺,设计了一款用于不同粒径粒子聚焦的微流体芯片。通过对不同收缩区-扩张区面积比(CE-ratio)以及相同CE-ratio下不同收缩区与扩张区长度关系的微通道进行仿真测试,制备出了分别适用于不同粒径粒子的对称式小CE-ratio微通道。采用MEMS工艺加工,通过改进键合工艺使芯片能在高流速下保持性能稳定。在雷诺数为68的前提下对聚焦测试图进行归一化灰度值分析。测试结果表明:通道内粒子聚焦流线(粒径5μm和20μm)处灰度值比其他位置灰度值高3倍,且通道内其他位置的归一化灰度值较稳定地保持在0.2(粒径20μm)和0.25(粒径5μm)左右。在高流速工作情况下,对称式小CE-ratio微流体芯片性能稳定且粒子聚焦效果良好。

关键词：微电子机械系统(MEMS) 微流体芯片惯性微流体技术微通道粒子聚焦

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SIW式无线无源高温传感器设计

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仪表技术与传感器 2022年第4期 15-18,24页

作者：任婷苏淑靖许福佳张丽丽中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室山西太原030051

针对航空、航天中恶劣环境下对温度的实时测试需求,基于微波散射测量原理提出一种基片集成波导结构的敏感元/天线集成一体化的新型传感器,通过共面波导天线读取传感器的信号,实现1000℃以上的温度测量。传感器以耐高温SiBCN陶瓷作为温... 详细信息

针对航空、航天中恶劣环境下对温度的实时测试需求,基于微波散射测量原理提出一种基片集成波导结构的敏感元/天线集成一体化的新型传感器,通过共面波导天线读取传感器的信号,实现1000℃以上的温度测量。传感器以耐高温SiBCN陶瓷作为温度敏感介质材料,随着温度的升高其介电常数增大,传感器的谐振频率随之单调递减,在25~1100℃内,传感器的谐振频率由11.5 GHz减小到11.326 GHz。仿真结果验证了基于SiBCN陶瓷的SIW式无线无源高温传感器的设计合理性、测温可行性。

关键词： SiBCN陶瓷基片集成波导结构高温传感器无线无源

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一种新型铂铑薄膜热电偶的制备及其性能测试

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微纳电子技术 2022年第5期59卷 473-479,493页

作者：张秋宁张志杰陈昊泽中北大学仪器与电子学院仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051

为满足快速测量火工品发火温度的需要,研制了一种以铂铑(PtRh)作为偶极材料的快速响应S型铂铑薄膜热电偶。使用丝网印刷技术,通过光刻制成网版,制备铂-铂铑(Pt-PtRh)偶结点及蛇形微换能元,再经过高温马弗炉烧结工艺完成薄膜热电偶的制... 详细信息

为满足快速测量火工品发火温度的需要,研制了一种以铂铑(PtRh)作为偶极材料的快速响应S型铂铑薄膜热电偶。使用丝网印刷技术,通过光刻制成网版,制备铂-铂铑(Pt-PtRh)偶结点及蛇形微换能元,再经过高温马弗炉烧结工艺完成薄膜热电偶的制备得到样品,最后测试了样品的静态特性和动态特性。实验结果表明,研制的薄膜热电偶的静态性能与标准S型热电偶的热电动势曲线具有较高的吻合度,且薄膜热电偶在低温段(50~600℃)的精度约为1.24%,在高温段(600~1 500℃)约为1.05%。时间常数为530μs。研制的新型铂-铂铑薄膜热电偶具有快速响应、高精度及耐高温等特点,可满足快速测量火工品发火温度的需求。

关键词：薄膜热电偶铂铑丝网印刷偶极材料动态响应

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基于FPGA的液体流量测量系统设计

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舰船电子工程 2024年第3期44卷 154-159页

作者：崔永俊聂仁智中北大学仪器与电子学院仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051

传统的液体流量检测方法有着测量范围小、精度低、环境适应性较差、受温度影响较大等缺点,不能很好地测量目标液体的流量,同时由于成本高、结构易磨损等缺点,也会造成经济损失。针对以上问题,提出了以时差法为理论、FP-GA为控制核心、MS... 详细信息

传统的液体流量检测方法有着测量范围小、精度低、环境适应性较差、受温度影响较大等缺点,不能很好地测量目标液体的流量,同时由于成本高、结构易磨损等缺点,也会造成经济损失。针对以上问题,提出了以时差法为理论、FP-GA为控制核心、MS1022为测量核心的基于FPGA的液体流量测量系统,改进了时差法的不足,消除了温度对测量的影响。测试结果表明,系统误差小于2%,具有良好的可靠性和稳定性,可应用于相关领域中。

关键词：液体流量时差法超声波 MS1022 FPGA

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基于FPGA的UWB隧道内人员定位系统设计与实现

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现代电子技术 2024年第1期47卷 7-13页

作者：夏俊辉李杰罗飞舟彭晓飞常宏磊于海波中北大学仪器与电子学院山西太原030051 中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室山西太原030051 中国运载火箭技术研究院宇航业务部北京100071

针对现阶段国内隧道施工中采用的通信定位手段通信信号不佳,无法提供精准定位信号的现象,基于现场可编辑门阵列(FPGA)为主控硬件提出一种以超宽带(UWB)定位技术为原理的无线传输定位系统,UWB定位基本原理基于三边测量算法并在后端数据... 详细信息

针对现阶段国内隧道施工中采用的通信定位手段通信信号不佳,无法提供精准定位信号的现象,基于现场可编辑门阵列(FPGA)为主控硬件提出一种以超宽带(UWB)定位技术为原理的无线传输定位系统,UWB定位基本原理基于三边测量算法并在后端数据处理中引入自适应卡尔曼滤波进一步提高其定位精度。该系统硬件层面具有低功耗、高效率的优点;算法层面卡尔曼滤波可以使系统达到更高精度,静态测距精度可达到0.1 m以内,动态测距精度可达到0.2 m以内。该系统可对工作人员长时间进行高精度、高效率的定位。经实验验证,该系统能够在无网络的情况下及时进行高精度跟踪定位,具有极强的鲁棒性。

关键词：现场可编程门阵列超宽带自适应卡尔曼滤波双边双向测距三边测量算法鲁棒性

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