摘要：针对新型电力系统中兆赫兹级高频暂态电流分量的探测需求,介绍了一款剪切模式高频磁电耦合电流传感器的敏感机理和结构设计。为有效提升该电流传感器的灵敏度、探测极限等核心性能,设计并研制了一款高频调理电路,通过仿真分析对其性能做出判断,进一步搭建了一套高频电流试验系统对其进行了试验验证。试验结果表明,经过调理后的灵敏度达到14.24 mV/mA,线性拟合度(R平方)达到0.99968,0.9~1.1 MHz频率范围内输出信号有效值的变化波动小于3%,探测极限达到10μA以内。该调理电路显著提升了磁电耦合电流传感器的高频探测性能,对于新型电力系统中高达MHz频率的高频暂态电流分量探测具有很好的应用潜力。

摘要：玻璃作为目前室内常用的建筑材料,无线信号通过玻璃时较大的插损会降低通信效率.本文设计了一种工作在2.4 GHz Wi-Fi频段的光学透明超表面,通过贴到玻璃两侧将无线信号实现区域聚焦以提高通信效率.为了获得满足区域聚焦的相位设计,超表面由耶路撒冷十字形和圆环两种双层结构组成,透明导电薄膜采用导电性好、光学透明度高的铜网.通过在微波暗室中扫描场强空间分布验证超表面的区域聚焦效果,与空白玻璃对比,在设计的整个聚焦区域均实现7.3 dB以上的场增强,与仿真结果较为符合.进一步测试了不同场景下的下载速度和网速稳定性验证透明超表面玻璃增强无线通信效率.结果表明,在实际使用环境中,设计的超表面玻璃较空白玻璃的下载速度可提高10 Mb/s,且下载速度浮动平稳.本文设计的光学透明超表面结构简单,使用便利,同时具备可移动性,可以根据通信增强需要进行随意摆放,为室内通信增强提供了一种可行的技术途径.

摘要：铅基织构压电陶瓷由于具有优异的机电耦合性能、高性价比、组分均匀、形状可控等优点,成为了近些年学术界和工业界所关注的热点材料,也被认为是众多压电器件更新换代的关键材料。本工作介绍了铅基织构压电陶瓷的设计原理和制备技术,分析了其相比于单晶及传统多晶陶瓷材料的特点和优势;其次,综述了铅基织构压电陶瓷制备方面的最新研究进展;最后,探讨了目前铅基织构压电陶瓷中存在的问题和未来发展所面临的挑战。

摘要：设计开发了用于赝热光鬼成像的时序可控系统,该系统能对赝热光鬼成像系统硬件进行精准的同步控制,从而对散斑尺寸和采样次数等影响成像质量的因素进行定量分析,实现不同条件下的高质量成像。同时在鬼成像系统中结合差分鬼成像、归一化鬼成像和正负关联成像,针对正负关联算法重构图像提出了二次优化方案,进一步提升了赝热光鬼成像系统的成像质量。通过实验验证了系统的时序控制性能和算法的优化效果。

摘要：太赫兹涡旋波束可以被用于高速通信及高分辨率成像,其产生方式近年来受到了越来越多的关注.本文提出了一种反射型超表面,它可以在太赫兹频段产生四种不同模态的涡旋波束.超表面单元结构基于几何相位原理,由三层结构组成,上下两层为金属结构,中间层为介质,其上层金属结构由圆环及椭圆贴片构成.利用几何相位对圆极化波的调控作用,可以实现由线极化波到圆极化波的分解,并实现对不同圆极化波的灵活调控.为了同时调控反射波的偏转方向,本文利用平面反射阵列原理来计算每个超表面单元所需的相位补偿.通过相位叠加原理,在不同传播方向的波束中叠加不同模态的轨道角动量,较好地实现了太赫兹频段复杂波束的调控效果.仿真及测试结果表明设计的超表面能够在太赫兹频段产生带有±1和±2模态的4个波束,在无线通信及高分辨率成像等方面有潜在应用价值.

摘要：太赫兹涡旋波束可以提高雷达通信系统通信容量及成像系统的分辨率,如何有效地产生这种波束成为近期研究热点之一。为了克服传统方式的缺点,该文设计加工了5个工作在太赫兹频段的反射型超表面,它们可以产生±1、±2和3共5个不同模态的涡旋波束。为了避免馈源对涡旋波束的遮挡,通过平面反射阵原理控制了波束的偏转方向。超表面单元为3层结构,其中,上层为金属结构,控制上层结构中8个枝节的长度,可以在基本不改变超表面单元反射系数的情况下,调整它的反射相位。中间层为介质层,为了使超表面单元有较高的反射系数,介质层下方为一金属地。超表面单元仿真显示,其同极化反射率在90%以上,相位分布也满足超表面设计需求。超表面的仿真及测试结果表明,在340 GHz附近,不同超表面在设计的方向上产生了对应模态的涡旋波束,并且涡旋波束中的主模态能量占比最高。

摘要：宽检测范围和高灵敏度是保证柔性压力传感器在多种应用场景内保持高分辨率和高精度的关键参数。虽然目前已探索了多种微结构和复合材料介质层以提高传感器的灵敏度,但检测范围普遍较窄,并且宽检测范围和高灵敏度二者相互制约的问题始终无法解决。为此,设计了一种由空气层和多壁碳纳米管(MWCNTs)修饰的聚(偏二氟乙烯-三氟乙烯)(P(VDF-TrFE))复合膜共同作为介质层的电容式柔性压力传感器。压力载荷下,空气层和复合介质层协同作用,使传感器检测范围从0.1~3.6 MPa扩宽至0.1~10 MPa,是目前已报道柔性压力传感器的最宽检测范围。同时,传感器在0.1~0.5 MPa和0.5~10 MPa范围内均展现出1.673 MPa^(−1)和0.302 MPa^(−1)的较高灵敏度及优异的线性度。此外,考虑到实际应用,还开发了一套电容式压力传感器应力在线监测系统,准确性也达到了95.0%以上。基于传感器及其检测系统的开发与设计,成功展示了传感器在柔性电子器件领域和微小压力监测领域的潜在应用。

摘要：多铁性材料兼具铁电、铁磁等两种或两种以上铁性有序,并且通过不同铁性之间的多物理场耦合实现新奇磁电效应,在信息存储、换能、传感等方面具有广阔的应用前景。当前,在基础及应用研究方面仍存在许多亟待解决的科学技术问题,譬如寻找及制备室温以上具有强磁电耦合效应的多铁性材料,以及解决与半导体的器件集成问题等,而近年来迅速发展的自支撑薄膜制备技术为此提供了新的机遇。与块体材料及束缚在刚性衬底上的外延薄膜相比,自支撑薄膜具有极为优异的晶格调控自由度,可获得前所未有的极端一维、二维应变(应变梯度),并能够实现人工异质结的构建与器件集成等,为多铁性材料的研究提供了新的材料体系和契机。文章围绕自支撑钙钛矿氧化物(多)铁性材料及人工异质结,总结了最近的重要研究进展,并尝试初步探讨该方向未来可能面临的机遇与挑战。