摘要：研究了一种基于磁集成设计的超高频谐振反激功率变换器,通过充分利用电路中的寄生参数,减小了电路中无源器件的数量,从而进一步提升变换器的功率密度.采用空心PCB电感构建松耦合变压器,利用其漏感作为谐振电感、功率管寄生电容作为谐振电容构建谐振网络.通过合理设计变压器电学参数,保证了功率器件软开关的实现.然后,基于Wheeler公式对空心变压器的几何结构进行估算.进一步地,基于有限元仿真对空芯变压器的结构进行调整,结合设计目标实现了空心变压器的精确设计.最后搭建了30 MHz,25 W的超高频谐振反激变换器样机.额定功率下,样机达到了80.5%的效率和5.5 W/cm^(3)的功率密度,验证了以上方法的有效性.

摘要：几十至几百瓦级便携式发电设备在离网应用和应急救灾等场景发挥着重要作用。自由活塞斯特林热机因其外燃属性带来的燃料适应性好、高效、可靠和静音等突出优点而有望成为便携式电源系统的重要发电技术。本文首次提出柴油气化燃烧驱动超高频自由活塞斯特林发电机的便携式发电系统。基于热声学的阻抗匹配和燃烧–交变流动热耦合,设计并研制了一套实验系统,实验中系统考察了不同燃烧功率下的输出特性,并开展了损失分析。初步实验结果表明,该发电系统在加热温度约为600℃时的最大输出电功为320 W,以柴油热值计算的最高热电效率为11.28%。受益于130 Hz的超高工作频率,发电机本体的比功率为90 W/kg,展现出良好的应用潜力。

摘要：设计了一款用于超高频局放检测的超宽带椭圆缝隙天线.该天线具有时域保真度高、尺寸较小、馈电简单等特点.测试结果表明,天线在300~1500 MHz频段内的回波损耗低于-10 dB,平均等效高度15.7 mm,满足局放检测天线的指标要求.通过CST Microwave Studio软件对其时域波形保真度进行仿真计算分析,对局放检测时天线的摆放方向提供参考.结果表明,椭圆缝隙天线在一些角度上的保真度超过0.9,能较好地还原局部放电波形,同时天线较小的尺寸也能更好地适应局部放电现场检测.

摘要：高比功率百瓦级便携电源在户外运动、应急救灾等场景有着重要需求。热声斯特林发电机因其外燃属性而燃料选择性广泛,同时兼具高效、紧凑、可靠和静音等特点,是构建便携式电源系统的重要发电技术。本文首次提出采用螺旋管束式热端换热器来提升燃烧-交变流动换热性能和比功率。首先基于热声学的阻抗匹配和燃烧传热耦合,设计并研制了一套百瓦级热声斯特林发电系统;然后实验考察了不同工作压力、负载、燃烧功率下的输出特性;最后开展了损失分析。初步实验结果表明,该发电系统在管壁侧烟气温度为765℃时的最大输出电功为415 W,以柴油热值计算的对应热电效率为13.9%。受益于135 Hz的超高工作频率和轻量化设计,发电机本体的比功率达到112 W/kg,展现出突出的应用潜力。

摘要：针对超高频缝隙天线的环境敏感问题,设计了一种超高频锯齿型超表面结构。该结构由2×2锯齿型贴片单元阵列构成,在超高频900~920 MHz能有效抑制表面波并对入射波进行同相反射,可以提高缝隙天线在不同环境下的频率稳定性;通过对超表面元胞结构的仿真分析及对超表面和缝隙天线的联合仿真结果的分析,验证了该超高频锯齿型超表面能有效降低升缝隙天线的环境敏感度,保障缝隙天线集成于不同系统时性能的稳定性。

摘要：金属环境对超高频射频信号存在干扰,严重影响超高频射频识别技术在诸多领域的应用。结合偶极子天线及微带天线的结构,设计了一种以聚酰亚胺为基底,中心频率为915 MHz的新型抗金属柔性天线。仿真分析了天线主臂垂直宽度、短截线宽度、天线长度等关键参数对天线性能的影响,最终设计尺寸为78 mm×31.5 mm,厚度不超过0.1 mm。天线实物性能测试结果与仿真分析基本一致,信息传输实验显示该天线在直径125 mm金属管内稳定传输数据的距离为110 mm,且与在金属管内所处位置无关。这个优点使该天线具备在武器装备中应用的前景。

摘要：设计了一种小型化超高频(UHF,ultra-high frequency)射频识别(RFID,radio frequency identification)标签天线。该天线由内外两个方形螺旋谐振器短接构成,通过改变外圈螺旋谐振器的边长和内外圈螺旋谐振器的间距,可以有效调节标签天线的谐振频率。仿真结果表明,标签天线阻抗匹配良好,频带范围覆盖整个超高频频段(840~960 MHz),总尺寸为7.60 mm×7.60 mm×0.05 mm,比传统螺旋谐振器(SR,spiral resonator)天线小96%。测试结果表明,在4 W有效全向辐射功率条件下,标签天线在910 MHz处读取距离达到最大。所提小型化超高频射频识别标签天线具有尺寸小、频带宽、成本低和易于批量制作的特点,适用于对尺寸要求较小的应用环境。

摘要：针对水位监测系统存在液体环境对电子产品不友好的问题,设计了一种基于超高频射频识别技术的无线水位监测系统。系统包括服务器、射频识别阅读器及安装在待检测目标上的水位监测标签。系统通过射频识别阅读器天线发送的射频信号经过标签的反向散射返回阅读器;由于标签的各项性能受到水位信息直接影响,导致阅读器接收到的标签反向散射功率随水位发生变化,以此建立功率-水位校准曲线,获取检测目标的水位信息。

摘要：超高频脉冲管制冷机体积小、重量轻,在空间应用中备受关注,近几年来成为该领域的一个前沿发展方向。由于直线型脉冲管制冷机结构简单、方便调试,在模拟计算的基础上加工直线型试验样机,根据直线型试验样机的优化结果设计加工同等尺度的同轴型原理样机,其冷指外径仅有9 mm,长度40 mm,质量为250 g。同轴型样机经过压缩机的匹配和双向进气结构的优化,采用谐振频率为50 Hz高频压缩机工作在90 Hz驱动,80 W电功率输入下可获得46.4 K无负荷最低温度,在80 K可获得2.1 W制冷量。由于冷指尺寸小、运行频率高,冷头降温速度快,2 min即可从室温降至工作温区80 K,且冷头温度不受重力影响。

摘要：为解决小型超高频电子标签的全球通用性问题,基于耦合开口谐振环对提出了一种用于超高频射频识别的新型小标签天线。经优化设计后的标签天线在电压驻波比(VSWR)<1.22时的工作频带范围可以达到790～960MHz,覆盖了全球所有超高频射频识别工作频段。采用该天线和商业标签芯片实际制作了超高频射频识别标签。通过射频识别阅读器实测表明:所设计标签天线和设计结果一致,具有较好的工作性能,能够适用于多种工作环境。该标签天线具有体积小、结构简单、易于实现和成本低等优点。