无反射电磁超构表面研究进展

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作者 范辉颖 罗杰 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2023年第9期42-62,共21页

电磁超构表面是一类由单层或多层亚波长人工微结构组成的平面电磁材料,可以在亚波长尺度下实现对电磁波的振幅、相位、波前、色散、偏振态以及角动量等多个维度的精准调控,其中无反射电磁超构表面为实现高效率电磁器件提供了新理论与新... 电磁超构表面是一类由单层或多层亚波长人工微结构组成的平面电磁材料,可以在亚波长尺度下实现对电磁波的振幅、相位、波前、色散、偏振态以及角动量等多个维度的精准调控,其中无反射电磁超构表面为实现高效率电磁器件提供了新理论与新方案。本文综述了无反射电磁超构表面的理论与应用,从惠更斯原理、电磁谐振、布儒斯特效应三个方面阐明了无反射超构表面的基本原理,介绍了相关的重要应用,包括异常折射、偏振操控、超构减反膜、电磁波完美吸收等,并对该领域面临的挑战和发展前景进行了总结与展望。 展开更多

关键词 超构表面 无反射特性 电磁谐振 惠更斯超构表面 布儒斯特超构表面

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基于人工局域表面等离激元的高灵敏传感研究进展(特邀)

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作者 白天硕 王莞竹 +2 位作者 张龙飞 张璇如 崔铁军 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期3-20,共18页

人工局域表面等离激元是一种基于表面等离激元超材料的电磁谐振模式,在微波、毫米波和太赫兹频段可实现深亚波长场束缚、高品质因子、高介电灵敏度等优异传感特性,并且与平面印刷电路工艺兼容,易于和信号检测电路、无线通信电路集成,因... 人工局域表面等离激元是一种基于表面等离激元超材料的电磁谐振模式,在微波、毫米波和太赫兹频段可实现深亚波长场束缚、高品质因子、高介电灵敏度等优异传感特性,并且与平面印刷电路工艺兼容,易于和信号检测电路、无线通信电路集成,因此在小型化便携式的物联传感领域展现出广阔的应用前景。本文重点介绍人工局域表面等离激元传感的新原理、相关技术及典型应用。在传感新原理方面,讨论了新型人工局域表面等离激元的谐振结构、电磁模式、以及涡旋波传感原理;在传感指标提升技术方面,探讨了模式间耦合和有源放大两种传感增强方法;在应用探索方面,回顾了人工局域表面等离激元在溶液浓度传感、细胞传感和力学量传感等方向的代表性工作,介绍了小型化人工局域表面等离激元传感系统的最新进展。最后,对人工局域表面等离激元传感的发展趋势进行了讨论和展望。 展开更多

关键词 电磁谐振 人工局域表面等离激元 传感增强 传感灵敏度 传感系统

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基于电磁共振的移动设备智能无线充电系统 被引量：3

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作者 孙爱程 撒继铭 刘长铕 《电气自动化》 2013年第6期14-16,共3页

无线充电是一种方便安全的新技术,无需任何物理上的连接,就能把电能无接触的传输给负载。提出一种基于电磁谐振式无线电能传输的方案,应用射频识别技术构建一套全新的无线充电系统,以提高传输效率和减小电磁辐射,同时也提高传输的安全性。

关键词 无线供电 电磁共振 智能充电 磁耦合 电能传输

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电磁谐振式无线供电技术传输性能研究 被引量：7

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作者 邓亚峰 薛建国 +1 位作者 张绪鹏 陈光辉 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2012年第11期23-26,共4页

在谐振条件下对无线供电系统初、次级绕组相对位置(气隙、中心偏移量和偏转角)变化时对传输性能的影响进行了实验研究。结果表明,气隙和中心偏移量越小,系统的传输性能越好,偏转角较小时对系统的影响较小,只有当偏转角增大到接近90°... 在谐振条件下对无线供电系统初、次级绕组相对位置(气隙、中心偏移量和偏转角)变化时对传输性能的影响进行了实验研究。结果表明,气隙和中心偏移量越小,系统的传输性能越好,偏转角较小时对系统的影响较小,只有当偏转角增大到接近90°时,系统传输性能才会受到显著影响。 展开更多

关键词 电磁谐振 无线供电 传输性能

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双层螺旋环超表面复合吸波体等效电路模型及微波损耗机制 被引量：4

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作者 李宇涵 邓联文 +4 位作者 罗衡 贺龙辉 贺君 徐运超 黄生祥 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期195-202,共8页

针对超材料吸波频带窄的问题,采用金属螺旋环超表面与碳纤维吸波材料相复合的方式,设计了宽频高性能复合吸波体.研究发现,在碳纤维吸波材料中引入双层螺旋环超表面能显著增强吸收峰值和吸波带宽,且适当增加螺旋环初始线长和吸收层厚度... 针对超材料吸波频带窄的问题,采用金属螺旋环超表面与碳纤维吸波材料相复合的方式,设计了宽频高性能复合吸波体.研究发现,在碳纤维吸波材料中引入双层螺旋环超表面能显著增强吸收峰值和吸波带宽,且适当增加螺旋环初始线长和吸收层厚度有利于提高复合吸波体的吸波性能, 9.2—18.0 GHz频段的反射损耗均优于–10 dB (带宽达8.8 GHz),吸收峰值达–14.4 dB.利用S参数计算得到螺旋环-碳纤维复合吸波体的等效电磁参数和特征阻抗呈现多频点谐振特性,通过构建双层螺旋环超表面等效电路模型,定量计算了复合吸波体的电磁谐振频点,发现由等效电路模型获得的谐振频点计算值与仿真值基本相符,说明该复合吸波体多频点电磁谐振是宽频电磁损耗的主要机制. 展开更多

关键词 螺旋环超表面 电磁谐振 等效电路 微波损耗机制

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电磁谐振式微泵电感线圈组件的研究 被引量：2

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作者 温殿忠 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第5期1034-1037,共4页

提出了一种电磁谐振式微泵电感线圈组件的新制造方法,该方法在硅杯表面采用浓硼扩散区与镀金膜形成的欧姆接触电极作为内引线.我们设计了硅基电感的结构和相关的工艺流程,再利用Ansys有限元软件中的电磁分析模块模拟了电流与磁感应强度... 提出了一种电磁谐振式微泵电感线圈组件的新制造方法,该方法在硅杯表面采用浓硼扩散区与镀金膜形成的欧姆接触电极作为内引线.我们设计了硅基电感的结构和相关的工艺流程,再利用Ansys有限元软件中的电磁分析模块模拟了电流与磁感应强度的关系、衬底涡流分布等,为平面电感的理论与实验的进一步比较分析提供了参考依据.我们在硅杯背面采用激光打孔得到了膜厚约为5μm的硅膜,从而可以使衬底中的涡流大幅度减少、电感的Q值得到很大提高.本文提出的新制造方法采用了绝缘性能比SiO2好的Al2O3薄膜作为电感线圈与衬底之间的绝缘层.实验结果表明,本文设计的平面螺旋电感具有制造工艺简单、与IC工艺相兼容的优点,有广泛的应用前景. 展开更多

关键词 MEMS 电磁谐振 微泵 多层内引线 硅基电感

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双增强线圈电磁谐振式无线供电系统研究 被引量：1

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作者 邓亚峰 薛建国 +1 位作者 张绪鹏 乔向杰 《机械设计与制造》 北大核心 2012年第10期138-140,共3页

松耦合导致无线供电技术的耦合系数较小,从而使初次级线圈之间的传输效率很低,在初次级线圈之间加入高品质因数的增强线圈能弥补耦合系数小的不足。以电磁谐振式无线供电技术为基础,在初次级线圈之间分别加入品质因数不同的增强线圈,并... 松耦合导致无线供电技术的耦合系数较小,从而使初次级线圈之间的传输效率很低,在初次级线圈之间加入高品质因数的增强线圈能弥补耦合系数小的不足。以电磁谐振式无线供电技术为基础,在初次级线圈之间分别加入品质因数不同的增强线圈,并让整个系统在谐振条件下进行了三组实验。实验结果表明,加入增强线圈前,系统的传输效率会随着传输距离的增大而显著下降;而加入增强线圈后,系统的传输效率在传输距离增大的开始阶段变化不明显,而当传输距离增大到约40cm以后才会出现显著下降;并且增强线圈的品质因数越大,对系统的传输效率提高就越明显。 展开更多

关键词 增强线圈 电磁谐振 无线供电 传输效率

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基于超材料的双频吸波器设计研究

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作者 贺学忠 陈迎潮 《北京信息科技大学学报（自然科学版）》 2014年第2期8-12,共5页

设计了一种基于超材料的双频吸波器,由介质基板和上下两层金属组成。介质基板采用厚度为0.3 mm的高频PCB(印刷电路板):Rogers RT5880(相对介电常数εr=2.2,损耗角正切tanδ=0.0009),金属层厚度0.017 mm,材质铜(电导率σ=5.8×107s/m... 设计了一种基于超材料的双频吸波器,由介质基板和上下两层金属组成。介质基板采用厚度为0.3 mm的高频PCB(印刷电路板):Rogers RT5880(相对介电常数εr=2.2,损耗角正切tanδ=0.0009),金属层厚度0.017 mm,材质铜(电导率σ=5.8×107s/m)。顶层金属为超材料单元胞,由开口金属方环结合十字缝隙组成,底层为全覆盖金属底板。利用HFSS软件进行了电磁仿真,在超材料结构表面施加垂直入射正弦平面波激励。仿真结果表明,其对垂直入射的6.2GHz、9.9 GHz的平面电磁波吸收率分别为80.07%和98.27%。该吸波器可作为基于PCB芯片间无线互连系统的吸波层,防止电磁辐射。 展开更多

关键词 超材料 双频吸波器 电磁谐振 吸波材料 芯片间无线互连 电磁辐射

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电磁谐振式疲劳试验系统恒载荷控制方法研究

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作者 周迅 杨柳青 +3 位作者 陈大为 喻财栋 胡明 陈文华 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期1346-1350,共5页

为研究电磁谐振式弯曲疲劳试验中试件的裂纹扩展对谐振系统振动特性的影响,利用有限元软件Abaqus对系统进行了不同裂纹尺寸下的模态和强迫振动分析。根据多种裂纹尺寸条件下的分析结果,建立了试件裂纹尺寸、摆臂加速度、试件应力水平之... 为研究电磁谐振式弯曲疲劳试验中试件的裂纹扩展对谐振系统振动特性的影响,利用有限元软件Abaqus对系统进行了不同裂纹尺寸下的模态和强迫振动分析。根据多种裂纹尺寸条件下的分析结果,建立了试件裂纹尺寸、摆臂加速度、试件应力水平之间的关系。讨论了为实现系统恒载荷控制,在试验过程中对激振力的大小进行调整的必要性,提供了以振动加速度为参考对激励电流的幅值进行调整来进行恒载荷控制的方法。 展开更多

关键词 电磁谐振 弯曲疲劳 有限元分析 恒载荷控制

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为城市配电提供全面的中低压产品、系统和解决方案——专访西门子能源管理集团副总裁、中低压设备与系统事业部总经理Jose Andrade

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作者 吴朝晖 万如 +2 位作者 李斌 刘星 徐志慧 《电气技术》 2015年第12期15-21,共7页

当前的全球化、气候变化和城市化趋势要求确保配电的可靠性、质量、效率和可持续性,西门子中低压产品、系统和解决方案专门为此而设计。西门子依托在配电领域积累的丰富经验及持续创新力,从工程到项目管理,一直到安装、调试和其他服务... 当前的全球化、气候变化和城市化趋势要求确保配电的可靠性、质量、效率和可持续性,西门子中低压产品、系统和解决方案专门为此而设计。西门子依托在配电领域积累的丰富经验及持续创新力,从工程到项目管理,一直到安装、调试和其他服务等各个环节,都充分考虑了安全、物流和环保等各个方面,以满足来自客户的各种需求。随着国内配电网建设与改造的不断升级与深化, 展开更多

关键词 Jose Andrade 能源管理 西门子公司 城市配电 中低压 低压电器设备 低压设备 副总裁 项目管理 气候变化

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电磁耦合谐振式无线电能传输系统的建模、设计与实验验证 被引量：92

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作者 张献 杨庆新 +3 位作者 陈海燕 李阳 蔡燕 金亮 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第21期153-158,共6页

分析了电磁耦合谐振式无接触电能传输系统的工作原理,通过引入漏感变量,建立了T型等效二端口电路模型,并根据二端口传输方程得出电能传输的动态特性。通过耦合系数与品质因数的引入,讨论了不同物理参数对系统性能的影响,并得出了负载的... 分析了电磁耦合谐振式无接触电能传输系统的工作原理,通过引入漏感变量,建立了T型等效二端口电路模型,并根据二端口传输方程得出电能传输的动态特性。通过耦合系数与品质因数的引入,讨论了不同物理参数对系统性能的影响,并得出了负载的最佳工作条件。根据理论推导,设计了大功率高频功率放大器,并根据约束条件对振荡器参数进行优化。实验结果表明,该系统可以对间距在2.5 m范围内的负载提供能量。该文建模方法可以为电磁耦合谐振式能量传输实际系统的设计提供有效途径。 展开更多

关键词 电磁耦合谐振 二端口网络 模式耦合因数 临界耦合

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无线输电技术发展及应用 被引量：7

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作者 张翼 《江苏电机工程》 2013年第2期82-84,共3页

综述了无线输电技术在国内外的发展及研究现状,简述了无线输电技术的三大类技术,包括电磁感应方式、电磁耦合共振方式以及微波或激光方式。简要指出了无线输电技术的应用前景以及开展无线输电技术研究的重要意义。

关键词 无线输电 电磁感应 电磁耦合共振 微波 激光

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裂纹扩展过程中电磁谐振疲劳试验系统动态特性分析 被引量：4

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作者 高红俐 郑欢斌 朱亚伦 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第24期88-98,共11页

电磁谐振疲劳裂纹扩展试验系统是一种工作在谐振状态下测试金属材料断裂特性的试验装置,要求在裂纹扩展过程中精确跟踪系统的固有频率和控制试验载荷,为达到这一目的,需要对裂纹扩展过程中系统的动态特性进行精确的分析。据此,建立3自... 电磁谐振疲劳裂纹扩展试验系统是一种工作在谐振状态下测试金属材料断裂特性的试验装置,要求在裂纹扩展过程中精确跟踪系统的固有频率和控制试验载荷,为达到这一目的,需要对裂纹扩展过程中系统的动态特性进行精确的分析。据此,建立3自由度有阻尼电磁谐振疲劳试验振动系统的数学模型,采用ANSYS有限元法计算CT紧凑拉伸试件的刚度,研究不同材料试件刚度、系统固有频率,试验载荷幅频曲线、共振振幅在裂纹扩展过程中的变化规律,并进行相关试验,试验结果表明:系统固有频率计算值与试验测量值之间的最大偏差为1.9 Hz;系统动态特性仿真结果与试验结果能够较好地吻合。该研究结果为电磁谐振式疲劳试验载荷的高精度控制提供了理论依据。 展开更多

关键词 电磁谐振疲劳试验 疲劳裂纹扩展 多自由度振动系统 动态特性 有限元法 试验载荷

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旋转机械故障诊断系统的无线供电研究 被引量：2

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作者 林晓龙 韩振南 +1 位作者 刘邱祖 刘庆 《电力电子技术》 CSCD 北大核心 2015年第1期43-46,共4页

这里提出采用电磁耦合谐振无线电能传输技术为旋转机械上嵌入式故障诊断系统传感器供电。建立耦合理论模型和等效电路模型,分析传输距离、线圈参数对互感和传输效率的影响。并通过ANSYS有限元分析传输过程中电磁场变化情况,为该技术研... 这里提出采用电磁耦合谐振无线电能传输技术为旋转机械上嵌入式故障诊断系统传感器供电。建立耦合理论模型和等效电路模型,分析传输距离、线圈参数对互感和传输效率的影响。并通过ANSYS有限元分析传输过程中电磁场变化情况,为该技术研究提供理论依据。实验成功实现20 cm上7.5 W的无线电能传输,效率达62%。根据嵌入式传感器的运动特点,设计三维线圈实现接收端多方向连续稳定接收能量。实验中接收端任意角度均能点亮发光二极管(LED)灯,证明方案的可行性。 展开更多

关键词 无线电能传输 电磁耦合谐振 旋转机械 故障诊断

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电磁谐振耦合无线电能传输实验装置研究

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作者 赵斌 《无线互联科技》 2015年第5期14-15,19,共3页

电磁谐振耦合无线电能传输技术是现今最流行的WPT技术之一,其最主要的特点就是中等传输距离以及高校非辐射能量传输。该技术是以电磁场为媒介,运用2个或者是多个相同谐振频率以及高品质因数的对应电磁谐振体系,经过磁耦合谐振的作用来... 电磁谐振耦合无线电能传输技术是现今最流行的WPT技术之一,其最主要的特点就是中等传输距离以及高校非辐射能量传输。该技术是以电磁场为媒介,运用2个或者是多个相同谐振频率以及高品质因数的对应电磁谐振体系,经过磁耦合谐振的作用来呈现电能传输无线输电技术,该技术可以说是无线输电技术的新研究趋向。 展开更多

关键词 电磁谐振耦合 无线输电传输 耦合理论

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重点设备安放地基的沉降检测

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作者 邓正才 黎全 +1 位作者 何焰蓝 王雁桂 《兵工自动化》 2007年第7期72-73,共2页

重点设备安放地基的沉降检测,采用螺管式差动自感传感器。传感器由线圈、铁芯和衔铁组成,并配微处理器以实现智能化。位移或沉降使衔铁移位,铁芯与衔铁间气隙磁阻随之变化,引起线圈自感变化、传感器本征频率变化。微处理器的D/A通道产... 重点设备安放地基的沉降检测,采用螺管式差动自感传感器。传感器由线圈、铁芯和衔铁组成,并配微处理器以实现智能化。位移或沉降使衔铁移位,铁芯与衔铁间气隙磁阻随之变化,引起线圈自感变化、传感器本征频率变化。微处理器的D/A通道产生激振信号,利用A/D测量反馈信号、经Fourier变换得反馈信号频率。再以该频率信号激振传感器并测量,可逐次逼近传感器的本征频率,实现地基沉降的精确测量。 展开更多

关键词 位移 螺管式差动自感传感器 反馈 电磁共振

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电动汽车磁耦合谐振无线充电系统研究发展综述 被引量：5

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作者 史佳兰 蔡黎 +2 位作者 代妮娜 谭泽富 朱海涛 《电池工业》 CAS 2022年第4期190-192,197,共4页

无线充电技术在新能源汽车发展中备受关注,本文简要描述电动汽车无线充电系统的构成部分和国内外的发展情况,以磁耦合无线充电方式为主,对比动态和静态两种不同无线充电方式,描述磁耦合谐振中采取不同类型线圈中的优缺点,为提升充电效... 无线充电技术在新能源汽车发展中备受关注,本文简要描述电动汽车无线充电系统的构成部分和国内外的发展情况,以磁耦合无线充电方式为主,对比动态和静态两种不同无线充电方式,描述磁耦合谐振中采取不同类型线圈中的优缺点,为提升充电效率和传输功率,采取多种电容补偿机构的特点,对几种复合式补偿结构的特点进行了分析。并介绍目前国内对无线充电汽车的标准制定,简述目前无线充电汽车的发展现状,展望这一领域的未来发展。 展开更多

关键词 电动汽车 无线电能传输 电磁耦合谐振 补偿机构

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电磁耦合共振式无线充电系统设计与实现 被引量：4

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作者 韩竺秦 江锦华 《电气传动自动化》 2019年第1期12-16,共5页

本文利用电磁耦合共振技术实现手线充电技术方案,设计了无线充电器总体方案.主要包括了发送端和接收端两部分,其中发射端电路使用NE555芯片产生占空比可调的高频PWM波来控制开关管驱动发射电感线圈,实现电能到磁能的转化;接收端则通过... 本文利用电磁耦合共振技术实现手线充电技术方案,设计了无线充电器总体方案.主要包括了发送端和接收端两部分,其中发射端电路使用NE555芯片产生占空比可调的高频PWM波来控制开关管驱动发射电感线圈,实现电能到磁能的转化;接收端则通过接收电感线圈将不断变化地磁信号转换为交流电信号,随后通过整流、滤波、稳压等处理,使电路末端输出为5.1V的直流电压进行无线充电.同时在Multisim平台上搭建了电路模型并进行电路仿真,验证了其可行性.对实际电路进行电路实验和分析,验证了该设计的正确性. 展开更多

关键词 无线充电 电磁耦合共振 开关管

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