摘要：针对航天器通信系统中微波部件放电过程中的检测问题,开展对微波部件放电击穿的实验研究,以特殊设计的微波谐振腔为对象,研究从微放电到低气压放电的过渡过程中击穿特性的变化,考虑三种背景气体类型,采用全局检测和光学局部检测相结合的方式进行测试。结果发现,在100~1000 Pa的压强范围内,放电的击穿阈值均呈现先减小后增大的趋势,背景气体为氮气和空气,击穿阈值在400~500 Pa时达到最低水平,放电发生时产生的发射光谱较为相似,较为明显的发射谱线强度出现在氮气的第二正带系337.1 nm处。此外,由于背景环境中含少量的水蒸气,在314 nm处的OH自由基强度也较为明显。分析得出气体压强可改变粒子生成与消耗路径并对等离子体中各粒子的浓度大小产生影响。而氧气环境下的最低击穿阈值在600~700 Pa,同时整体发射光谱强度较低,仅能观测到704.2 nm和777.5 nm处氧原子的跃迁,进一步分析OH对氧气放电过程的影响,经过水浴处理后再次进行氧气的测试过程,结果并没有出现显著变化,表明在一定的压强范围内,水分子的存在对氧气的电离过程产生影响较小。

摘要：低气压放电是制约航天器微波部件向大功率、小型化方向发展的重要问题.针对航天器微波部件低气压放电机理尚不明确的关键问题,本文搭建了低气压射频放电等离子体发射光谱诊断平台,对微波腔体谐振器低气压射频放电的等离子体反应动力学过程,及放电对于微波部件的破坏效应进行研究.获取不同气体压强条件下谐振器内放电等离子体的发射光谱,发现等离子体内羟基OH(A-X)、激发态氮分子N(C-B)及氧原子O(3p^(5)P→3s^(5)S^(0))的密度随气压升高呈现先上升后下降的变化趋势.对这一现象所蕴含的等离子体反应动力学机理进行了分析,发现气体压强可通过改变粒子生成与消耗路径及等离子体平均电子温度的方式对等离子体中各粒子的浓度大小产生影响.研究了等离子体发射光谱随输入功率的变化规律,发现了不同气压条件下粒子浓度随输入功率的增大呈线性增长的趋势.本研究为探明低气压射频放电机理及航天器微波部件的可靠性设计提供了参考依据.

摘要：微波同轴谐振器已被广泛用作大气压等离子体射流的发生装置,其产生的等离子体射流已用于生物医学、材料表面处理等众多领域,大气压条件下微波放电等离子体源的功率阈值是影响其能否广泛应用的关键问题。文中设计的微波等离子体射流源工作频率2.6 GHz,回波损耗13.99 dB,工作气体为Ar气,大气压条件下产生紫色的丝状射流,击穿功率41.1 dBm(12.9 W),维持功率仅20 dBm(0.1 W)。结合实验观察和ANSYS Fluent流体力学仿真方法探究了等离子体射流长度与气体体积流量、输入功率的关系,发现层流状态下射流长度随气体体积流量增大而伸长,湍流状态下则反之,但不同气体体积流量下射流长度均随着输入功率单调增大。同时,实验发现关断Ar气后等离子体并未熄灭,而是诱发了同轴尖端附近位置的空气等离子体维持状态。在此基础上提出以Ar气或He气为先导气体,将其电离击穿后辅助激发难电离气体产生冷等离子体射流,在不需要提供高微波功率条件下实现了CO_(2)、N_(2)、O_(2)等冷等离子体射流。

摘要：随着无线通信系统高频小型化的发展趋势,对微波滤波器设计提出更为严苛的要求。其中功率容量作为衡量滤波器性能的重要指标,在滤波器尺寸不断缩小的情形下面临严峻的挑战。谐振器作为滤波器基本组成单元,对单一谐振器的功率容量准确预测十分重要。本文针对工作频率在2.6 GHz的TEM模式同轴谐振器,将电容加载的耦合结构近似为平行平板结构,利用单粒子蒙特卡罗方法仿真获得同轴谐振器临界击穿电场,实现了对该结构同轴谐振腔的低气压放电功率阈值仿真预测。对所设计同轴谐振腔开展低气压放电实验研究,获得了100~1000 Pa气压范围内击穿功率阈值随气压的变化关系实验曲线,并验证了单粒子蒙特卡罗仿真预测方法的准确性。

摘要：随着我国大系统联网和电力市场的实现,对变电站综合自动化要求越来越高,自动化系统仍然有较大的发展空间。本文介绍了电网110kV以上变电站自动化系统网络结构,控制方式,并提出自动化系统在变电站的建设中应采纳相关的先进技术,吸取丰富经验,以确保电网安全稳定运行。

摘要：本文从目标超声声场分布出发,基于遗传算法和有限元模拟对超声平面透镜进行结构优化设计.通过迭代二进制编码后的声学人工结构单胞参数,得到所需超声平面透镜的结构模型,数值模拟了透射聚焦声场旁瓣抑制效果.利用波束聚焦过程中产生的多点聚焦和旁瓣分布控制,进一步优化设计出一种超声声瓶束.本文提出的逆向优化设计方法可用于实现基于声学人工结构的水下透射声场精准调控.该方法有望简化定制用途的超声平面透镜设计流程,为基于声学人工结构的超声成像、声辐射力操控器件提供了一种简洁、高效的设计思路和方法.

摘要：反应堆主屏蔽是核反应堆的重要组成部分,用来有效降低反应堆运行时屏蔽体外的辐射剂量水平,以满足反应堆部件材料对辐射限制的要求。温度是影响反应堆主屏蔽性能的重要因素。针对2 MWth液态熔盐堆(2-MW liquid-fueled molten salt experimental reactor,TMSR-LF1),采用MCNP软件获得功率分布后,利用Fluent软件对主屏蔽进行温度场计算。计算过程中利用Python语言编写了程序(MCNP to Fluent,MTF)来实现将MCNP(Monte Carlo N Particle Transport Code)计算结果转换为功率密度的空间分布,以用户自定义函数(User-Defined Function,UDF)形式导入到Fluent,解决了MCNP计算结果不能直接导入到Fluent的问题,并分别计算了TMSR-LF1熔盐堆不同环境温度下的主屏蔽温度场分布情况。结果表明,在环境温度为5°C、18°C、25°C、30°C、35°C、40°C情况下,TMSR-LF1熔盐堆主屏蔽普通混凝土墙温度均低于要求限值,达到设计要求。