静电粉体流量计的理论与实验研究 被引量：9

1

作者 周宾 杨道业 +1 位作者 许传龙 王式民 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第9期2007-2012,共6页

应用于燃煤电站气力输送系统的圆环式静电流量计可为监控煤粉的流动提供极有价值的参考信息。本文利用有限元方法研究了流量计的静电感应机理,并建立了传感器检测信号与运动荷电粉体关系的数学模型。理论分析表明,静电流量计信号的输出... 应用于燃煤电站气力输送系统的圆环式静电流量计可为监控煤粉的流动提供极有价值的参考信息。本文利用有限元方法研究了流量计的静电感应机理,并建立了传感器检测信号与运动荷电粉体关系的数学模型。理论分析表明,静电流量计信号的输出不仅取决于探头的几何形状、检测电路参数、颗粒荷电量的大小和空间分布,还与颗粒的速度、自身携带电荷随时间的变化率等因素有关。利用传送带实验装置对上述理论分析进行了初步的验证,并在Teesside大学气力输送系统上对内径为40mm的静电流量计,在不同的气固比条件下,获取了粉体质量流量和检测信号的标定结果。 展开更多

关键词 静电 流量计 圆环式 气固两相流

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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) 被引量：1

2

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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基于人工表面等离激元的天线赋能技术 被引量：1

3

作者 姚大悦 何沛航 +2 位作者 张浩驰 范轶 崔铁军 《空军工程大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2022年第1期12-22,共11页

针对现有天线尺寸对材料属性的过度依赖、天线隐身与辐射性能的固有矛盾、以及天线波束可重构方式和性能受限等瓶颈问题,着重讨论了利用人工表面等离激元场增强、场束缚及慢波效应对天线进行赋能的技术,包括基于人工表面等离激元的天线... 针对现有天线尺寸对材料属性的过度依赖、天线隐身与辐射性能的固有矛盾、以及天线波束可重构方式和性能受限等瓶颈问题,着重讨论了利用人工表面等离激元场增强、场束缚及慢波效应对天线进行赋能的技术,包括基于人工表面等离激元的天线小型化技术、雷达散射截面抑制技术、以及波束重构技术,为新型天线的研究提供新的思路和选择。 展开更多

关键词 人工表面等离激元 天线小型化技术 雷达散射截面抑制技术 波束重构技术

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不同截面微通道中流动阻力特性 被引量：10

4

作者 鲁进利 周宾 +3 位作者 许忠林 蒋洁 郭雨含 郝英立 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期554-557,共4页

实验研究了微通道内去离子水的流动阻力特性,微通道当量直径范围De=0.210～1.069mm,雷诺数范围Re=102～104,截面形状分为矩形、半圆形及三角形.通过测量微通道沿程压降及出、入口局部压降随流量变化关系,获得了沿程阻力系数及局部阻力系... 实验研究了微通道内去离子水的流动阻力特性,微通道当量直径范围De=0.210～1.069mm,雷诺数范围Re=102～104,截面形状分为矩形、半圆形及三角形.通过测量微通道沿程压降及出、入口局部压降随流量变化关系,获得了沿程阻力系数及局部阻力系数.结果表明:当截面形状相同时,摩擦阻力系数随着当量直径的减小而降低;当量直径接近,截面形状不同时,其摩擦阻力系数也不相同;进、出口局部阻力系数变化趋势一致,且入口局部阻力系数要比出口的大;流型发生转变的临界雷诺数Rec=600～1 000. 展开更多

关键词 微通道 摩擦系数 局部损失 流动特性 截面形状

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板式脉动热管内气液两相流流型演化及传热分析 被引量：5

5

作者 徐德好 陈陶菲 +2 位作者 刘向东 张程宾 郝英立 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期558-562,共5页

基于VOF方法建立了板式脉动热管内气液两相流动和相变传热的三维非稳态数学模型,并进行了数值求解.研究了该型热管内气液两相流流型演化和相变传热特性,比较了不同加热功率条件下热管内的流型和温度分布.研究结果表明:该板式脉动热管在... 基于VOF方法建立了板式脉动热管内气液两相流动和相变传热的三维非稳态数学模型,并进行了数值求解.研究了该型热管内气液两相流流型演化和相变传热特性,比较了不同加热功率条件下热管内的流型和温度分布.研究结果表明:该板式脉动热管在运行过程中出现的主要流型有泡状流、柱塞流、环状流;当加热功率为100和120 W时,启动工况下热管内总气相含气率会出现飞升;稳定循环运行工况下热管各点温度随时间做有规律的周期性脉动,加热段脉动幅度最大,绝热段次之,冷却段最小,温度脉动频率随着功率的增大而升高. 展开更多

关键词 板式脉动热管 流型 温度脉动 数值模拟

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DSMC方法在大规模气固两相撞击流中的应用 被引量：10

6

作者 杜敏 郝英立 刘向东 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第8期1950-1958,共9页

将直接模拟Monte Carlo(DSMC)方法应用于颗粒数目庞大的大规模气固两相撞击流的数值模拟研究,旨在解决基于拉格朗日法模型难以模拟含大量颗粒碰撞的多相流问题,建立了气固两相撞击流的数理模型。应用所建立模型计算分析了撞击流中的气... 将直接模拟Monte Carlo(DSMC)方法应用于颗粒数目庞大的大规模气固两相撞击流的数值模拟研究,旨在解决基于拉格朗日法模型难以模拟含大量颗粒碰撞的多相流问题,建立了气固两相撞击流的数理模型。应用所建立模型计算分析了撞击流中的气相流动、颗粒运动、颗粒及颗粒碰撞位置分布;并对模型中考虑颗粒碰撞和不考虑颗粒碰撞时,计算获得的颗粒运动行为、停留时间以及对气相的影响等结果进行了对比分析。结果表明:经发展,DSMC方法能够有效地应用于大规模气固两相撞击流的数值研究;颗粒运动区域可分为颗粒碰撞区、颗粒射流区和颗粒发散区;颗粒碰撞主要发生在颗粒碰撞区内,使得颗粒在该区域富集,且明显缩短颗粒在撞击区的停留时间;在所研究的较小固气比条件下,颗粒的存在对气相流动的影响不显著。 展开更多

关键词 DSMC方法 撞击流 气固两相流 颗粒碰撞

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细小尺度下潜热型功能热流体压降与传热特性 被引量：15

7

作者 鲁进利 郝英立 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期1385-1392,共8页

实验研究了相变微胶囊颗粒(囊芯材料为正十六烷,壳材为尿素-甲醛树脂)和去离子水混合制成的潜热型功能热流体流过等热流细小圆管的流动与传热特性,同时以去离子水作为传热工质在相同条件下进行了对比实验。得到了压降随质量流量的变化规... 实验研究了相变微胶囊颗粒(囊芯材料为正十六烷,壳材为尿素-甲醛树脂)和去离子水混合制成的潜热型功能热流体流过等热流细小圆管的流动与传热特性,同时以去离子水作为传热工质在相同条件下进行了对比实验。得到了压降随质量流量的变化规律,实验段出、入口温度以及量纲1出口温度随Reynolds数变化规律,量纲1壁面温度沿轴向的分布规律,平均Nusselt数随Reynolds数的变化关系。结果表明,相变微胶囊颗粒的加入会导致流动压降增大,但随着流量增加,流动压降逐渐与单相液体的接近;出口温度及壁面温度要比相同条件下单相液体的低;含有较小相变微胶囊颗粒浓度的潜热型功能热流体的平均Nusselt数是相同条件下单相液体的2.0～4.0倍。 展开更多

关键词 相变微胶囊 潜热型功能热流体 传热特性 融化温度

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气流床煤气化炉壁面反应模型 被引量：4

8

作者 刘升 郝英立 +1 位作者 杜敏 陶明春 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期1219-1225,共7页

建立了气流床煤气化炉煤灰渣颗粒沉积和壁面反应模型,相应完善了渣层流动、传热传质和相变模型,发展了数值模拟方法,并以国内某型两段式干煤粉加压气流床煤气化中试炉为对象进行了模拟。利用建立的模型可以得到壁面反应速率、渣层含碳... 建立了气流床煤气化炉煤灰渣颗粒沉积和壁面反应模型,相应完善了渣层流动、传热传质和相变模型,发展了数值模拟方法,并以国内某型两段式干煤粉加压气流床煤气化中试炉为对象进行了模拟。利用建立的模型可以得到壁面反应速率、渣层含碳量、固态渣层厚度、液态渣层厚度、渣层平均温度和液态渣层平均速度等。结果表明:氧煤比升高,渣层平均温度升高,固态渣层厚度、液态渣层厚度和气化炉出口灰渣含碳量降低。计算得到的灰渣含碳量在14%左右,整体碳转化率为95.2%左右,与实际值相近。通过模拟发现壁面反应对于所分析气化炉的碳转化率、排渣含碳量、壁面渣层流动和温度状态具有重要影响,进而影响气化炉的安全稳定运行。 展开更多

关键词 气流床煤气化炉 颗粒沉积 壁面反应 渣层

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闭式循环振荡热管内气液两相流数值模拟 被引量：9

9

作者 刘向东 郝英立 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期961-966,共6页

建立了考虑气液界面存在及其表面张力影响的较全面描述振荡热管内气液两相流动、传热传质和相变过程的气液两相流数理模型.模型中气液分布及界面运动采用VOF方法,表面张力影响采用CSF模型,对一典型闭式循环振荡热管起始工作阶段进行数... 建立了考虑气液界面存在及其表面张力影响的较全面描述振荡热管内气液两相流动、传热传质和相变过程的气液两相流数理模型.模型中气液分布及界面运动采用VOF方法,表面张力影响采用CSF模型,对一典型闭式循环振荡热管起始工作阶段进行数值模拟.结果表明:所建立的模型成功模拟了振荡热管初始气液分布,启动阶段管内的泡状流、柱塞流、环状/半环状流和壁面回流等复杂气液流动流型和转变,以及起始循环阶段环状流和柱塞流在竖直管段内交替出现的现象.结果与相关定性实验观测非常一致,进而分析了启动阶段2个过渡管段内工质的流动及传热.分析表明在绝热段和冷凝段之间的过渡段,工质温度、压力和流型的变化明显,管内传热工况的转变主要发生在该区域内. 展开更多

关键词 振荡热管 气液两相流 VOF方法 流型

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基于光学分层层析成像原理的火焰测温法 被引量：3

10

作者 周宾 郝英立 王式民 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期612-622,共11页

燃烧火焰温度场的测量无论对研究火焰的结构及生成机理、燃料的混合和燃烧方式,还是对燃烧设备的稳定运行和控制都具有重要的意义。介绍了一种利用高速分层摄像控制系统重建火焰温度场的方法。连续的三维发光体可以看成若干个互相平行... 燃烧火焰温度场的测量无论对研究火焰的结构及生成机理、燃料的混合和燃烧方式,还是对燃烧设备的稳定运行和控制都具有重要的意义。介绍了一种利用高速分层摄像控制系统重建火焰温度场的方法。连续的三维发光体可以看成若干个互相平行的二维发光断层的组合,对发光体某断层进行聚焦摄像,得到的图像是该断层的像和其他断层的离焦像的叠加像。对不同断层分别快速聚焦摄像,得到一组辐射图像,采用图像反演算法,可以重建各断层的原始图像。根据图像灰度和火焰温度之间的关系,可建立火焰的三维温度场。通过蜡烛火焰实验,验证了该方法的可行性。实验结果在一定程度上揭示了火焰内部的辐射分布、温度分布和燃烧结构,反映了火焰的三维燃烧特性。该方法可作为一种新的测量和诊断方法,应用于燃烧火焰三维场参数和其他两相流三维场参数的测量中。 展开更多

关键词 温度场 光学分层层析成像 火焰 图像重建

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利用ECT信息改进EST图像重建 被引量：2

11

作者 周宾 杨道业 +1 位作者 谢利成 王式民 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期69-74,共6页

提出了基于电容层析成像(ECT)与静电层析成像(EST)的双模态传感器技术.该技术应用电容层析成像重建得到的介质分布结果作为先验信息,提高了静电层析成像的图像重建精度.针对静电荷对ECT测量值的干扰进行了探讨.理论分析表明,ECT采用交... 提出了基于电容层析成像(ECT)与静电层析成像(EST)的双模态传感器技术.该技术应用电容层析成像重建得到的介质分布结果作为先验信息,提高了静电层析成像的图像重建精度.针对静电荷对ECT测量值的干扰进行了探讨.理论分析表明,ECT采用交流法检测电容,在高频交流激励、带通滤波方式下,微小电容检测系统可以消除颗粒感生电荷噪声的低频干扰.针对电荷灵敏场受介质分布的影响进行了研究,数值仿真计算表明,采用ECT提供的介质分布信息可修正实际流型下的电荷灵敏度,降低EST电荷分布反演的不确定度.由于EST的相对图像误差、相对电荷余量等图像重建指标均有所减小,所以图像相关性更好. 展开更多

关键词 气固两相流 静电层析成像 电容层析成像

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Texaco气流床煤气化炉内气固两相流动的数值模拟 被引量：4

12

作者 刘升 郝英立 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期803-807,共5页

应用Eulerian-Lagrangian方法对国内某工厂实际运行的Texaco气流床煤气化炉内气固两相流动进行了模拟.采用Realizablek-ε模型计算炉内复杂气体湍流运动,应用颗粒轨道模型追踪煤粉颗粒在湍流气流中的运动轨迹.通过数值计算取得了炉内气... 应用Eulerian-Lagrangian方法对国内某工厂实际运行的Texaco气流床煤气化炉内气固两相流动进行了模拟.采用Realizablek-ε模型计算炉内复杂气体湍流运动,应用颗粒轨道模型追踪煤粉颗粒在湍流气流中的运动轨迹.通过数值计算取得了炉内气相速度矢量、颗粒运动轨迹、颗粒碰撞壁面并沉积于壁面的沉积通量和颗粒在炉内的停留时间分布.揭示了该气化炉的气固两相流动特性,并分析了运行工况对壁面沉积通量分布的影响规律.结果表明:气化炉内的气体流场存在回流,回流延长了颗粒在气化炉内的停留时间,颗粒沉积通量最大的位置为筒体段下部和锥体段上部;绝大部分颗粒在气化炉内的停留时间在5s以内,气体流量降低时颗粒在炉内的停留时间减少. 展开更多

关键词 气流床煤气化炉 颗粒轨迹 沉积率 停留时间

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机翼表面结冰数值模拟 被引量：3

13

作者 王燕 郝英立 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期956-960,共5页

分别采用欧拉-拉格朗日模型和多孔介质模型建立了空气绕流机翼流动、空气夹带过冷水滴运动和机翼表面冰层增长的数理模型,并进行了数值求解.获得空气绕流机翼流场、空气夹带的过冷水滴运动轨迹、机翼表面过冷水滴的收集系数分布、冰层... 分别采用欧拉-拉格朗日模型和多孔介质模型建立了空气绕流机翼流动、空气夹带过冷水滴运动和机翼表面冰层增长的数理模型,并进行了数值求解.获得空气绕流机翼流场、空气夹带的过冷水滴运动轨迹、机翼表面过冷水滴的收集系数分布、冰层厚度分布和冰层质量增长情况,并分析了攻角和过冷水滴直径等因素的影响.结果表明:水滴收集系数随着攻角和水滴平均直径的增大而增大;冰层覆盖整个机翼的前半部上下表面,以驻点附近最为集中,随时间增长而愈严重;随着功角增大,下表面积冰加重;但当攻角为15°时,总体结冰量却较之低攻角时减小. 展开更多

关键词 机翼 水滴轨迹 收集系数 冰层增长

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被动型星载氢钟H型气体电离模型及参数优化

14

作者 王勇 邱实 李建清 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2013年第5期56-61,共6页

针对被动型星载氢钟气体电离装置低功耗、低电磁干扰的设计要求,设计了一种基于平面盘绕馈能天线的H型电离系统,并建立该电离方法的数学模型。首先,由Maxwell方程出发,推导出了电离泡中的电场和磁场的分布模型,得到气体电离机制;再由电... 针对被动型星载氢钟气体电离装置低功耗、低电磁干扰的设计要求,设计了一种基于平面盘绕馈能天线的H型电离系统,并建立该电离方法的数学模型。首先,由Maxwell方程出发,推导出了电离泡中的电场和磁场的分布模型,得到气体电离机制;再由电磁场的分布方程推导出氢气击穿判据表达式,建立了气体电离条件的数学模型;最后,利用电离击穿条件判据方程优化了电离装置的设计参数。数值仿真与测试表明该模型是有效的,采用优化的设计参数可以使电离功耗和电磁干扰特性得到改善,且电离直流电源总功率可小于2W。 展开更多

关键词 气体电离模型 电磁场分布 电离参数 优化 被动型星载氢钟

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压-电场耦合下纳米尺度水输运的MD模拟

15

作者 蒋洁 周宾 郝英立 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期757-760,共4页

运用分子动力学方法构建了纳米尺度的输运模型,针对纳米通道内水分子的流动与传热特性,分析了通道内压-电场耦合下水的速度分布、密度分布、自扩散系数和黏度等流动特性,同时也讨论了温度对通道内热导率的影响.模拟结果表明,速度轮廓从... 运用分子动力学方法构建了纳米尺度的输运模型,针对纳米通道内水分子的流动与传热特性,分析了通道内压-电场耦合下水的速度分布、密度分布、自扩散系数和黏度等流动特性,同时也讨论了温度对通道内热导率的影响.模拟结果表明,速度轮廓从单纯电场驱动的电渗流型开始转变,由于压力的影响,速度分布呈抛物线型,速度随温度的升高而增大;温度的增加使分子有序度降低,水分子的笼状结构被逐渐破坏;随着温度的升高,热导率总体呈增大趋势;扩散系数随温度的升高从3.056 2×10-9 m2/s增大到2.483 6×10-8 m2/s;黏度也从0.131 320 mPa.s增大到0.139 748 mPa.s. 展开更多

关键词 分子动力学模拟 多场耦合 纳米尺度 水流动

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电磁超表面与信息超表面 被引量：20

16

作者 张磊 陈晓晴 +1 位作者 郑熠宁 崔铁军 《电波科学学报》 CSCD 北大核心 2021年第6期817-828,共12页

电磁超材料和超表面是物理、信息与材料领域的热点与前沿,带来了许多新奇的物理现象和突破性的应用.信息超表面作为近些年来新兴的研究方向,通过数字编码的方式来调控电磁波,构建了由物理世界通往数字世界的桥梁.本文首先全面总结了电... 电磁超材料和超表面是物理、信息与材料领域的热点与前沿,带来了许多新奇的物理现象和突破性的应用.信息超表面作为近些年来新兴的研究方向,通过数字编码的方式来调控电磁波,构建了由物理世界通往数字世界的桥梁.本文首先全面总结了电磁超材料与超表面的起源与发展历程;其次重点介绍了可调超表面与可重构超表面、时空调制超表面与器件的发展现状;接着系统介绍了数字编码与可编程信息超表面的基本概念和主要应用,讨论了信息超表面存在的挑战与未来展望;最后简要对电磁超表面和信息超表面的发展趋势进行了总结. 展开更多

关键词 超表面 电磁调控 数字编码 可编程 信息超表面 智能超表面

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智能电磁计算的若干进展 被引量：4

17

作者 刘彻 杨恺乔 +4 位作者 鲍江涵 俞文明 游检卫 李廉林 崔铁军 《雷达学报（中英文）》 EI CSCD 北大核心 2023年第4期657-683,共27页

自19世纪建立麦克斯韦方程以来,计算电磁学经历了百年的稳定发展,现已发展出有限差分法、有限元法、矩量法等数值算法和高频近似方法,是现代电子与信息领域的重要基石。近年来,人工智能技术经历了蓬勃发展,因其强大的建模和推理能力在... 自19世纪建立麦克斯韦方程以来,计算电磁学经历了百年的稳定发展,现已发展出有限差分法、有限元法、矩量法等数值算法和高频近似方法,是现代电子与信息领域的重要基石。近年来,人工智能技术经历了蓬勃发展,因其强大的建模和推理能力在电磁学界崭露头角,催生出智能电磁计算这一新兴研究方向,吸引了国内外众多科研工作者致力于该领域的研究,在电磁建模与仿真、电磁新材料和器件的分析与综合、探测与感知等领域涌现出很多优秀成果,为发展百余年的电磁学注入了新鲜血液。该文讨论了智能电磁计算的若干进展,为读者入门并了解该领域最新的研究成果提供有益帮助。 展开更多

关键词 智能电磁计算 计算电磁学 人工智能技术 电磁仿真 探测与感知 信息超材料

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人工表面等离激元片上传输线及其应用

18

作者 王雪东 常鑫 +2 位作者 何沛航 姚大悦 张浩驰 《空军工程大学学报》 CSCD 北大核心 2023年第6期15-22,共8页

现代信息技术对芯片的集成度与功能多样性提出了越来越高的要求,使得微带线、共面波导为代表的传统片上传输线在电磁模式与功能方面的短板日渐凸显。因此,从物理底层寻找具有全新传输模式的传输线是突破当前芯片瓶颈的一条重要技术路径... 现代信息技术对芯片的集成度与功能多样性提出了越来越高的要求,使得微带线、共面波导为代表的传统片上传输线在电磁模式与功能方面的短板日渐凸显。因此,从物理底层寻找具有全新传输模式的传输线是突破当前芯片瓶颈的一条重要技术路径。人工表面等离激元传输线作为一种具有强场束缚性和灵活可调色散特性等优势的电磁超材料,有望成为下一代芯片技术中的关键基础元件。文中介绍了人工表面等离激元片上传输线的基本构型、小型化设计以及可重构设计,展现了人工表面等离激元片上传输线具有的极高自由度。然后介绍了基于人工表面等离激元片上传输线的片上去耦应用和信号调制应用研究进展,展示了人工表面等离激元片上传输线巨大的应用潜力。 展开更多

关键词 人工表面等离激元 芯片 片上去耦 相位调制

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