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成果介紹基片集成類(lèi)導(dǎo)波結(jié)構(gòu)是近十幾年發(fā)展起來(lái)的一類(lèi)新型平面集成高性能導(dǎo)波結(jié)構(gòu)，2011年被國(guó)際微波雜志列為“改變未來(lái)無(wú)源與控制器件的十大非凡發(fā)明”之首（Microwave Journal, Nov. 2011）。本項(xiàng)目組是國(guó)際上這一領(lǐng)域的主要貢獻(xiàn)者之一，在國(guó)家自然科學(xué)基金委創(chuàng)新群體基金和國(guó)家973項(xiàng)目等的資助下，對(duì)基片集成類(lèi)導(dǎo)波結(jié)構(gòu)的傳輸特性、諧振特性、損耗機(jī)理、模式轉(zhuǎn)換機(jī)理、極化轉(zhuǎn)換機(jī)理等科學(xué)問(wèn)題及其在多個(gè)分支的創(chuàng)新應(yīng)用開(kāi)展了系統(tǒng)深入的研究，建立了精確有效的設(shè)計(jì)方法，構(gòu)建了基礎(chǔ)設(shè)計(jì)公式，提出并命名了半模基片集成波導(dǎo)等新型導(dǎo)波結(jié)構(gòu)，提出了一系列基片集成類(lèi)無(wú)源元件新結(jié)構(gòu)等。技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)及參數(shù)1、在國(guó)際上最早提出并發(fā)展了適合于周期性基片集成類(lèi)導(dǎo)波結(jié)構(gòu)的頻域有限差分和直線法全波分析模型，揭示了其傳輸機(jī)理，并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了一組閉式設(shè)計(jì)公式。這組公式已被廣泛用于基片集成類(lèi)導(dǎo)波結(jié)構(gòu)元器件的設(shè)計(jì)。相關(guān)代表作單篇正面他引均超過(guò)150次。2、提出并命名了半模基片集成波導(dǎo)、折疊半模基片集成波導(dǎo)等新型導(dǎo)波結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)研究了其導(dǎo)波特性、損耗機(jī)理和模式轉(zhuǎn)換機(jī)理等，構(gòu)建了設(shè)計(jì)公式，并在此基礎(chǔ)上發(fā)展了一系列新型微波毫米波高性能元器件，其中代表作單篇正面他引均超過(guò)100次。3、提出了多種基片集成波導(dǎo)無(wú)源新結(jié)構(gòu)，深入研究了其諧振特性、耦合特性和損耗機(jī)理，并在此基礎(chǔ)上發(fā)展了一系列高性能新型元器件及單基片集成系統(tǒng)。相關(guān)代表作合計(jì)正面他引350余次。4、在基片集成波導(dǎo)天線輻射機(jī)理研究的基礎(chǔ)上，突破了經(jīng)典Elliott設(shè)計(jì)公式的局限性，建立了相應(yīng)的分析模型和設(shè)計(jì)方法，發(fā)展了一系列新穎的高性能基片集成類(lèi)天線及陣列，相關(guān)代表作由于其基礎(chǔ)性和創(chuàng)新性被合計(jì)正面他引300余次。市場(chǎng)前景項(xiàng)目研究成果已獲54項(xiàng)授權(quán)國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利，其中部分專(zhuān)利已進(jìn)行技術(shù)轉(zhuǎn)讓并應(yīng)用于企業(yè)產(chǎn)品中。

該項(xiàng)目以基片集成類(lèi)導(dǎo)波結(jié)構(gòu)的工作機(jī)理與創(chuàng)新應(yīng)用為主線，對(duì)這類(lèi)結(jié)構(gòu)及器件的傳輸特性、損耗機(jī)理等基礎(chǔ)科學(xué)問(wèn)題進(jìn)行了深入研究，提出了半模基片集成波導(dǎo)等多種新型平面導(dǎo)波結(jié)構(gòu)，發(fā)展了相應(yīng)的設(shè)計(jì)方法，并發(fā)明了一系列新型高性能微波毫米波器件，部分器件已得到實(shí)際應(yīng)用。

1、成果簡(jiǎn)介 超聲振動(dòng)紅外熱像（熱波）無(wú)損檢測(cè)設(shè)備以超聲激振被檢測(cè)對(duì)象，以紅外熱成像方式檢測(cè)物體的內(nèi)部缺陷，具有單次檢測(cè)面積大、速度快、可單面檢測(cè)、不必拆下總裝后的部件、可在外場(chǎng)使用等優(yōu)點(diǎn)。是一種適合于任何固體材料結(jié)構(gòu)內(nèi)部裂紋、分層或脫粘缺陷檢測(cè)的可視化檢測(cè)設(shè)備。主要檢測(cè)對(duì)象有：材料內(nèi)部微裂紋，復(fù)合材料的分層、脫粘和撞擊損傷，熱障涂層和陶瓷部件上的微裂紋，管道內(nèi)壁的裂紋和腐蝕坑，C/C復(fù)合材料上的裂紋，固體發(fā)動(dòng)機(jī)絕熱層脫粘，航天膠接結(jié)構(gòu)脫粘，焊縫內(nèi)部裂紋。該設(shè)備和技術(shù)是2001年以來(lái)4.5次國(guó)家自然科學(xué)基金、3次航空科學(xué)基金、2次航天支撐技術(shù)基金共同資助下的自主創(chuàng)新研究成果，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，有廣闊的應(yīng)用前景。 典型技術(shù)指標(biāo)： 最大激振功率：50-2600W； 圖像分辨率：320*240～620*480； 檢測(cè)時(shí)間：5s； 單次檢測(cè)面積：500mm*375mm及以上。 具體指標(biāo)可根據(jù)實(shí)際需要的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)性能合理調(diào)整。2、應(yīng)用說(shuō)明 用于各類(lèi)材料、結(jié)構(gòu)內(nèi)部缺陷的無(wú)損檢測(cè)，如：材料內(nèi)部微裂紋，復(fù)合材料的分層、脫粘和撞擊損傷，熱障涂層和陶瓷部件上的微裂紋、脫粘，管道內(nèi)壁的裂紋和腐蝕坑，C/C復(fù)合材料上的裂紋，固體發(fā)動(dòng)機(jī)絕熱層脫粘，航天膠接結(jié)構(gòu)脫粘，焊縫內(nèi)部裂紋。應(yīng)用單位有航天二院201所、北京衛(wèi)星制造廠，技術(shù)合作單位有航天6院389廠、北京航空材料研究院。3、效益分析該設(shè)備和技術(shù)是自2001年以來(lái)4.5次國(guó)家自然科學(xué)基金、3次航空科學(xué)基金、2次航天支撐技術(shù)基金共同資助下積累的自主創(chuàng)新研究成果，具有國(guó)際先進(jìn)的技術(shù)水平，有臺(tái)式、移動(dòng)、便攜形式，有廣闊的應(yīng)用前景。

項(xiàng)目處于研發(fā)熟化階段。申請(qǐng)發(fā)明專(zhuān)利70余項(xiàng)，授權(quán)40余項(xiàng)（含美國(guó)專(zhuān)利2項(xiàng)），初步建立了一套自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)體系。發(fā)明了多種用于檢測(cè)有毒氣體的聚合物氣敏材料及其低毒合成方法，其中PHFA的靈敏度是美國(guó)PNNL的BSP3的3倍；提出了雙端諧振型樂(lè)甫波傳感器，發(fā)明了聚合物波導(dǎo)薄膜和叉指電極的優(yōu)化制備工藝方法，與法國(guó)ENSEIRB的器件相比，將傳感功能結(jié)構(gòu)的靈敏度提高了12倍；發(fā)明了SAW氣體傳感器的溫濕度補(bǔ)償技術(shù)、快速解吸方法和電磁屏蔽方法。研制的手持式SAW氣體傳感器能對(duì)0.1mg/m3

針對(duì)爆破振動(dòng)波、沖擊波對(duì)周邊環(huán)境和建筑物影響，本團(tuán)隊(duì)組織開(kāi)展技術(shù)攻關(guān)，主要成果包括： 1.首次基于現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，驗(yàn)證了多次鉆爆沖擊波作用下，單層鋼化玻璃的疲勞破壞現(xiàn)象；制定臨建建筑物多次爆破沖擊波破壞效應(yīng)的控制標(biāo)準(zhǔn)。 2.總結(jié)與圍巖等級(jí)相匹配的量產(chǎn)常用炸藥類(lèi)型、水封爆破技術(shù)；建立了炸藥、巖石不同匹配值與爆破塊度之關(guān)系：對(duì)強(qiáng)度大于30MPa的III級(jí)及以上硬質(zhì)圍巖，應(yīng)采用2號(hào)巖石乳化炸藥；對(duì)強(qiáng)度介于5-30MPa的IV級(jí)軟巖，應(yīng)采用二級(jí)煤礦許用炸藥。對(duì)強(qiáng)度小于5MPa的V圍巖，應(yīng)采用三級(jí)煤礦許用炸藥，最優(yōu)阻抗匹配系數(shù)為2.53-3.30。另?yè)?jù)試驗(yàn)結(jié)果知，為滿(mǎn)足隧道施工中裝運(yùn)碴土要求，炸藥巖石阻抗匹配并非在匹配系數(shù)為1.0時(shí)最優(yōu)，而在1.98-3.30之間，且圍巖強(qiáng)度越低，其對(duì)應(yīng)最優(yōu)阻抗匹配值越大。發(fā)現(xiàn)在藥量相同的情況下，水封爆破的振速小于常規(guī)爆破振速的非慣性推測(cè)現(xiàn)象，水封爆破有明顯的減振作用。初步分析認(rèn)為，一是水封不同于水介質(zhì)爆破；二是“水袋+炮泥”的可靠堵塞比常規(guī)堵塞和不堵塞工況，使爆破振動(dòng)的各向分布均勻化所致。隧道水封爆破相比常規(guī)爆破工藝，具有降低炸藥單耗，提高能量利用率，提高循環(huán)進(jìn)尺，降低振速，減小粉塵濃度等優(yōu)勢(shì)，具有良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效應(yīng)。 圖1 測(cè)點(diǎn)布置示意圖 圖2 玻璃前后沖擊波超壓峰值變化曲線 圖3 爆破沖擊波反復(fù)作用下鋼化玻璃現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生破裂

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于毫米波通信天線差速旋轉(zhuǎn)方式的毫米波天線對(duì)中控制系統(tǒng)。本發(fā)明的對(duì)中控制系統(tǒng)由多個(gè)相同的對(duì)中控制裝置組成，對(duì)中控制裝置分別設(shè)置在不同的毫米波天線通信站點(diǎn)中；每個(gè)對(duì)中控制裝置包括天線轉(zhuǎn)動(dòng)模塊、位置信息檢測(cè)模塊、天線信息采集傳感器和對(duì)中控制模塊；天線轉(zhuǎn)動(dòng)模塊、位置信息檢測(cè)模塊和天線信息采集傳感器分別與對(duì)中控制模塊。本發(fā)明能有效提高毫米波天線對(duì)中精度，實(shí)現(xiàn)天線自動(dòng)化對(duì)中通信，減少對(duì)中前的準(zhǔn)備工作和數(shù)據(jù)交換工作，增加毫米波的通信保密性，實(shí)現(xiàn)毫米波通信機(jī)動(dòng)性、可靠性及野外自適應(yīng)特性。

目前精萘的工業(yè)生產(chǎn)法，一般采用箱式分步結(jié)晶、似精餾原理的區(qū)域熔融結(jié)晶方法，工 藝包括工業(yè)萘的溶解、冷卻、發(fā)汗、結(jié)晶等重復(fù)性的五級(jí)或七級(jí)分步結(jié)晶。在“萘”的結(jié)晶 過(guò)程中，由于雜質(zhì)硫茚與萘?xí)纬晒踩垠w，也會(huì)在結(jié)晶中析出，降低純化能力。為達(dá)到所需 的純度，需多次重復(fù)這樣的結(jié)晶操作。但受分離推動(dòng)力的限制，獲得的產(chǎn)品精萘仍含有硫茚 0.2～0.5%，甚至0.9%，它是影響“萘”制四氫化萘、十氫化萘 (萘滿(mǎn)) 催化劑壽命以及碳纖維 質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一。 本項(xiàng)目通過(guò)加入化學(xué)添加劑增加分離推動(dòng)力，研制的無(wú)硫超精萘、,其結(jié)晶點(diǎn)、灰分、不 揮發(fā)物、比色等達(dá)到高端化學(xué)試劑的程度，可有效應(yīng)用于萘加氫產(chǎn)品四氫化萘、十氫化萘及碳 纖維等新能源及新材料領(lǐng)域。

 隨著激光技術(shù)的不斷發(fā)展，超快超強(qiáng)激光可以在飛秒的時(shí)間尺度（1飛秒=10-15 秒）內(nèi)作用于電子使電子產(chǎn)生約0.1納米（1納米=10-9米）量級(jí)的空間位移。利用超短超強(qiáng)激光脈沖，人們將可以實(shí)現(xiàn)分子尺度下的電子位置的超快及超高精度的位置控制。然而現(xiàn)有的探測(cè)技術(shù)，卻無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)電子如此微小位移的精確測(cè)量。隧道掃描顯微鏡（STM）利用的電子量子隧穿信號(hào)能以0.1納米的橫向和0.01納米的縱向分辨率對(duì)靜止的原子進(jìn)行成像，卻無(wú)法對(duì)運(yùn)動(dòng)中的電子進(jìn)行成像。光電子顯微鏡（PEEM）成像系統(tǒng)雖然可以測(cè)量運(yùn)動(dòng)電子的位置，但是其最好的分辨率僅能達(dá)到約3納米，無(wú)法在0.1納米的尺度進(jìn)行位移測(cè)量。日前，該團(tuán)隊(duì)利用強(qiáng)場(chǎng)電離中的時(shí)間雙縫干涉圖樣，提出對(duì)電子在激光脈沖下的微小位移進(jìn)行了測(cè)量的新方案，該方案的分辨率可達(dá)0.01納米。為了測(cè)量電子在超短脈沖作用下的位移，他們把導(dǎo)致電子位移的超短脈沖置于兩束較長(zhǎng)反向旋轉(zhuǎn)的圓偏振光之間。兩束反旋向的圓偏振光先后分別電離電子，構(gòu)成時(shí)間上的電子波包雙縫干涉，這在電子動(dòng)量譜中產(chǎn)生渦旋結(jié)構(gòu)。在沒(méi)有中間的超短脈沖時(shí)，該渦旋結(jié)構(gòu)角向是均勻分布的。當(dāng)中間加入了一束任意的被測(cè)超短脈沖，它將作用于前一圓偏光電離的電子使之產(chǎn)生微小位移，這個(gè)微小位移使得電子波包獲得一個(gè)額外相位，從而導(dǎo)致先后兩個(gè)電子波包的干涉結(jié)構(gòu)在角方向產(chǎn)生了非均勻性。他們提出通過(guò)測(cè)量這個(gè)非均勻的角向分布，可以準(zhǔn)確地提取出電子在超短脈沖作用下產(chǎn)生的亞納米量級(jí)的微小位移。他們的方案對(duì)激光的焦斑效應(yīng)以及兩束圓偏振光的相位抖動(dòng)具有很好的抗干擾能力。左圖：新方案示意圖；右圖：測(cè)量方案給出的理論預(yù)測(cè)結(jié)果。 理論提出并在實(shí)驗(yàn)上實(shí)現(xiàn)了對(duì)橢圓偏振強(qiáng)激光橢偏率的原位測(cè)量新方案。他們利用兩束其它參數(shù)相同而旋向相反的橢偏光來(lái)電離惰性氣體氙（Xe）原子，強(qiáng)場(chǎng)電離得到的電子閾上電離譜和單電離離子總產(chǎn)率譜敏感地依賴(lài)于兩束光脈沖之間的延時(shí)。這些能譜和產(chǎn)率隨延時(shí)的周期性調(diào)制，能夠準(zhǔn)確反映一個(gè)光學(xué)周期之中橢圓偏振光的電場(chǎng)強(qiáng)度的最小和最大值間的比值，因此可以用來(lái)準(zhǔn)確提取每一束橢偏光的橢偏率。研究表明，這一橢偏率測(cè)量方案在很大的激光參數(shù)范圍內(nèi)普遍適用，這一工作在準(zhǔn)確表征超快強(qiáng)激光場(chǎng)的性質(zhì)方面邁出了重要一步，將對(duì)強(qiáng)場(chǎng)物理研究中精細(xì)操控原子分子內(nèi)的超快過(guò)程起到重要推動(dòng)作用。

針對(duì)鈦合金、高溫合金、樹(shù)脂基/陶瓷基/金屬基復(fù)合材料等航天裝備用難加工材料及其復(fù)雜構(gòu)件磨削加工效率低、質(zhì)量穩(wěn)定性差、工具壽命短、加工成本高的技術(shù)瓶頸難題，長(zhǎng)期開(kāi)展了單層釬焊金剛石與立方氮化硼（CBN）超硬磨料砂輪高效磨削技術(shù)研究。 創(chuàng)新成果 單層釬焊金剛石與CBN超硬磨料砂輪通過(guò)釬焊方法實(shí)現(xiàn)砂輪對(duì)超硬磨料的牢固把持，具有磨粒把持強(qiáng)度高、有序排布、鋒利度高、壽命長(zhǎng)、綠色環(huán)保等優(yōu)勢(shì)，突破了常規(guī)超硬磨料砂輪主要通過(guò)電鍍、燒結(jié)等機(jī)械界面作用把持磨粒、強(qiáng)度低，導(dǎo)致重負(fù)荷工況下磨粒易脫落、砂輪壽命短、鋒利度差。通過(guò)開(kāi)發(fā)釬焊砂輪與磨削工藝的匹配技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了航天裝備難加工材料及構(gòu)件的高效高品質(zhì)加工。

針對(duì)鈦合金、高溫合金、樹(shù)脂基/陶瓷基/金屬基復(fù)合材料等航天裝備用難加工材料及其復(fù)雜構(gòu)件磨削加工效率低、質(zhì)量穩(wěn)定性差、工具壽命短、加工成本高的技術(shù)瓶頸難題，長(zhǎng)期開(kāi)展了單層釬焊金剛石與立方氮化硼（CBN）超硬磨料砂輪高效磨削技術(shù)研究。創(chuàng)新成果單層釬焊金剛石與CBN超硬磨料砂輪通過(guò)釬焊方法實(shí)現(xiàn)砂輪對(duì)超硬磨料的牢固把持，具有磨粒把持強(qiáng)度高、有序排布、鋒利度高、壽命長(zhǎng)、綠色環(huán)保等優(yōu)勢(shì)，突破了常規(guī)超硬磨料砂輪主要通過(guò)電鍍、燒結(jié)等機(jī)械界面作用把持磨粒、強(qiáng)度低，導(dǎo)致重負(fù)荷工況下磨粒易脫落、砂輪壽命短、鋒利度差。通過(guò)開(kāi)發(fā)釬焊砂輪與磨削工藝的匹配技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了航天裝備難加工材料及構(gòu)件的高效高品質(zhì)加工。應(yīng)用范圍:成果已成功應(yīng)用于航天科工南京晨光導(dǎo)彈液壓伺服系統(tǒng)鈦合金作動(dòng)筒殼體與高溫合金閥體、航天三院鈦合金彈翼、航天八院樹(shù)脂基復(fù)材構(gòu)件的高效精密加工。后續(xù)擬向航天系統(tǒng)進(jìn)一步擴(kuò)大應(yīng)用推廣。