1 四川大学电子信息学院，四川成都 610065
2 成都奋羽电子科技有限公司，四川成都 610052
微波加热作为一种快速、高效、清洁的加热方式，在材料处理领域得到了广泛应用。本文结合金属粉末的微波耗散机理，分析了焊锡膏在微波电场及磁场中的加热特性，通过实验研究了焊锡膏电路在微波电场、微波磁场中的加热效果。实验结果表明，微波电场和微波磁场均可快速加热焊锡膏，但高强度的微波电场容易激发等离子体，灼伤基板; 而微波磁场则选择性地加热焊锡膏，实现快速加热融化焊点的同时保持基板在较低温度。通过对比微波磁场快速融化的焊点与传统方式加热融化焊点的微观结构，发现微波磁场快速加热融化的焊点具有极薄的金属间化合物厚度，有利于提高焊点强度。该研究为柔性等塑料基电路的焊接提供了一种良好的解决方案。
微波加热 焊锡膏 单模腔 金属合金层 microwave heating solder paste single-mode cavity Intermetallic Compound 太赫兹科学与电子信息学报
2023, 21(5): 639
磁控管具有功率大，效率高，体积小，成本低等特点，且输出频谱也与其阳极电压和阴极电流密切相关，据此特性研制了基于磁控管的 S波段大功率窄带随机信号源。通过实验探究不同阴极电流和阳极电压下磁控管的输出频谱，并利用微控芯片控制磁控管的阴极电流和阳极电压产生随机变化，实现了大功率窄带随机信号的产生。结果表明，窄带随机信号的中心频率为 2.46 GHz，平均输出功率达到 1.4 kW，直流到微波的转换效率超过 70%。本文研制的大功率窄带随机信号源在通信干扰与抗干扰等领域有潜在的应用价值。
磁控管 窄带随机信号 高功率 互信息指数 magnetron narrow-band random signal high power mutual correlation index 太赫兹科学与电子信息学报
2023, 21(5): 613
强激光与粒子束
2023, 35(5): 053002
1 四川大学电子信息学院, 四川成都 610065
2 中国计量大学信息工程学院, 浙江杭州 310018
3 浙江省电磁波信息技术与计量检测重点实验室, 浙江杭州 310018
粉末材料的微波耗散机理不同于块状材料, 非磁性的金属与氧化物混合粉末展现出对微波磁场较强的吸收特性。本文针对金属与氧化物混合粉末的电导率和微波磁吸收特性开展研究, 并利用特定比例的混合粉末加载基于静磁表面波的隔离滤波器, 研究其对非互易滤波器的隔离度和插入损耗的影响。实验结果表明: 30%Cu+70%CuO的混合粉末电导率为 217.435 mS/m, 对微波磁场具有较好的吸收特性; 利用此混合粉末加载非互易滤波器后, 插入损耗减小, 隔离度获得了明显提升, 达到了 21.56 dB。
金属氧化物粉末 铁氧体 带通滤波器 隔离度 metal oxide powder ferrite bandpass filter isolation 太赫兹科学与电子信息学报
2021, 19(2): 291
基于3D打印技术设计、制造了一种具有波瓣等化特性的工作在 X波段的多波束龙伯透镜天线。透镜所需梯度变化的相对介电常数通过改变透镜每个单元的介质填充率得到。运用一组双模圆锥喇叭天线作为馈源, 从而产生具有波瓣等化特性的多个波束。实验证明, 该天线能够在三维空间产生多个波束, 在水平和俯仰方向覆盖 ±20o的范围, 各波束辐射特性几乎相同。天线的最高增益为 22 dBi, 3 dB波束宽度为 8o, 具有高增益和良好的聚焦特性。由于该天线制造简单、快速且成本低, 凭借其良好的工作特性, 在雷达、探测、传感等领域有着良好的应用前景。
3D打印 多波束天线 梯度折射率 龙伯透镜 波瓣等化 3D printing multi -beam antenna gradient index Luneburg lens lobe equalization 太赫兹科学与电子信息学报
2021, 19(2): 275
生物柴油作为一种新型的清洁能源被越来越多人重视。现有利用化学法制备生物柴油方法, 普遍存在反应时间长, 能耗大, 环境污染严重等缺点。针对以上缺点, 设计了一种新型连续流的微波反应器用于制备生物柴油, 通过 COMSOL Multiphysics软件, 将电磁场、化学反应动力学、层流和传热传质进行多物理场耦合来模拟反应过程, 通过分析反应物流速对温度的影响, 盘管匝数、盘管螺旋尺寸以及腔体尺寸对能量利用率的影响, 整体优化反应器结构尺寸, 实现了 93.7%的微波能量利用率。
多物理场 高效率 加热均匀性 multiphysics calculation high efficiency heating uniformity biodiesel 太赫兹科学与电子信息学报
2020, 18(4): 656
理论上磁谐振无线能量传输可以做到很高的效率，然而在实际情况下由于各种各样介质的影响，实测效率与理论值难以保持良好的一致性。为了解决实测效率与理论效率偏差较大的问题，提出了基于等效电路模型的 非铁磁性介质中的磁谐振无线能量传输系统。从计算与仿真角度分析了不同介质的对线圈阻抗与谐振频率的影响，且计算与仿真结果吻合良好。提出了介质中高效率系统的设计步骤，优化后仿真结果表明可以提高 30%以上 的效率。
等效电路 非铁磁性介质 磁耦合谐振 传输效率 无线能量传输 equivalent circuit non-ferromagnetic medium magnetic coupling resonance transmission efficiency wireless power transmission 太赫兹科学与电子信息学报
2020, 18(3): 435
在无线功率传输系统中，接收天线整流电路的传输效率受输入功率、频率及负载变化的影响，为此设计了一种带有平衡微带耦合器的整流电路。仿真结果表明，当输入功率在 8~15 dBm范围内时，该电路转换效率超过 70%，最高效率为 80%；转换效率在频率为 2.25~2.61 GHz范围内超过70%；在负载为 150~1 600 Ω范围内超过 60%。与普通整流电路相比，本文提出的整流电路能够在更宽的输入功率、频带及负载范围实现高效率传输 。
无线功率传输 整流电路 平衡微带耦合器 传输效率 Wireless Power Transmission rectifier circuit balanced microstrip coupler transmission efficiency 太赫兹科学与电子信息学报
2020, 18(3): 432
针对微波能量传输领域中接收天线与发射天线发生极化失配时，整流天线接收的能量会急剧下降的问题，设计了一款工作在 2.45 GHz具有谐波抑制功能的双极化缝隙接收天线，该接收天线本身发生一定角度旋转时 仍可通过双极化的特性接收能量。通过在贴片上开大小合适、结构对称的缝隙，实现天线水平极化和垂直极化；运用缺陷地结构，实现谐波抑制功能。仿真结果显示，在 2.45 GHz处，天线的隔离度高于 17.6 dB，增益 3.9 dBi，阻抗匹配良好，在二次、三次谐波处天线的回波损耗为 -0.38 dB和-0.96 dB，仿真结果和实测基本吻合。
缝隙天线 双极化天线 谐波抑制 低剖面 slot antenna dual -polarizedantenna harmonic suppression low profile 太赫兹科学与电子信息学报
2020, 18(3): 414
