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2022年科技成果推介第36期(西安交通大学)

发布时间:2022-07-08 10:51

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成果176:可穿戴天线

技术领域:物联网技术

项目简介:

可穿戴天线在数据无线传输中发挥着重要作用,但可穿戴天线的设计与常规天线有很大的不同。首先是人体对于天线辐射有非常大的散射作用。天线在人体附近会出现增益降低,匹配变差,方向图恶化等现象。其次,柔性可穿戴天线需要在各种物理形变,温度、湿度变化的情况下保持性能的稳定性。另外,人体在长期电磁辐射环境下的安全风险也要在天线设计的同时予以考虑。所有这些问题都给可穿戴天线的设计带来了巨大的挑战。而近年来,电磁超材料的研究取得了长足的进展。作为一种人工合成的材料,超材料可以拥有多种自然界中很少存在、甚至不存在的特性。这些特性给予了天线设计一个新的思路,使设计者在材料选择中有更大的自由度。基于超材料的多种新型天线已经展示出了新颖、优异的性能,如双频、多频工作,尺寸的超小型化,以及各种可重构能力。虽然这些性能对于可穿戴领域有很强的吸引力,但现阶段对于超材料的研究还是主要集中在传统天线领域,在可穿戴领域,基于超材料的天线设计并不多见。基于以上背景,该项目研究一方面,可穿戴领域迫切得需求天线设计的创新理论,另一方面,基于超材料的天线显示出了多种优异的性能。因而,研究思路是将这两个当前最有活力的研究领域结合起来,将电磁超材料的理论引入可穿戴天线设计领域,大幅度的提高可穿戴天线的性能,丰富其功能。

成果177:微能量源能量收集系统及其超低功耗片上温度传感

技术领域:电子信息技术

项目简介:

可针对不同环境,完成震动能、压电能、摩擦电能、光电能、热能、化学能、风能、电磁能、射频信号能等能量的收集、存储,并根据需要为片上或片外低功耗传感器提供稳定且低噪的输出能量供给。此外,针对不同的传感器结构和类型进一步提供丰富的接口电路,用来读取传感器所产生的感应信号。配合低功耗收发机模块,可实现完整的无线传感节点功能。

成果178:压电精密驱动控制系统

技术领域:电子信息技术

项目简介:

团队依托西安交通大学航空航天航空学院机械结构强度与震动国家重点实验室组建,以学院副院长、实验室主任徐明龙为带头人,经过十余年的积累,在压电驱动原理、驱动方案、驱动结构、驱动控制等方向取得了丰硕的研究成果与深厚的应用经验。形成了多自由度精密作动平台,大行程高精度作动器件、驱动控制算法与硬件三个方面系列化成果,在压电驱动的精密作动领域能够提供国际领先的压电精密驱动解决方案。

成果179:可调谐外腔式半导体激光器

技术领域:电子信息技术

项目简介:

半导体激光器由于体积小、效率高、结构简单、便于调谐等优点,在工业、军事、科研以及家电等领域发挥越来越重大作用,已成为重要的基础器件。项目研制和开发了半导体激光器系列产品,主要包括:1、可调谐外腔半导体激光器

激光器二极管(LD)发出的光经准直透镜后平行入射到外腔闪耀光栅上,经光栅分光得到一级衍射光和零级光。一级衍射光反馈回外腔与有源区光场相互作用,实现压窄线宽、降低噪声目的;零级光经聚焦透镜后作为输出光,调整光栅的角度可实现波长的调谐。产品覆盖从 762 到 795 纳米(nm)各种波长、输出功率 50~100 毫瓦(mW),线宽<500 kHz,可用于工业测量、光通信、光信息处理、激光光谱学等。

2、外腔半导体激光器稳频系统

通过调制激光器的外腔、激光管的注入电流等得到激光光谱信号,处理后得到参考谱线中心频率两侧极性相反的稳频误差控制信号,将激光频率锁定在参考谱线中心附近。激光稳频在精密干涉测量、光频标、光通信、激光陀螺及其精密光谱研究等领域中有广泛应用。产品可实现三种激光稳频,将线宽限制在 100kHz 左右。

主要有:

(1)饱和吸收锁——锁峰: 产品精度高且易于操作。利用饱和吸收峰将激光器精确锁在某一固定频率上。

(2)FP 腔锁——锁峰:产品使用非常方便。通过改变 FP 腔的腔长实现一定范围的波长扫描。

(3)PID 电路锁——锁边:产品简单易用,用于对精度要求不高的锁频应用。

3、外腔半导体激光放大器

放大器可对入射激光进行放大,同时保持注入光的偏振、线宽和波长等物理特性不变。产品输入光功率 10 mW~50 mW, 放大倍数 13dB, 输出功率500mW~1000mW,增益带宽 30nm。

成果180:耐高温 1000℃光纤光栅传感系统

技术领域:电子信息技术

项目简介:

光纤光栅传感器具有响应快、可分布式测量、并行传输容量大、抗电磁干扰等特点,适用于应变、温度、应力等多种参量的测量。传统的光纤光栅由光敏光纤制备,其折射率调制是由于色心的产生形成的。在 400℃以上这种光栅结构就被擦除,无法应用在高温环境下。本项目针对传统光纤光栅温度传感器的上述不足,采用超短脉冲微纳加工技术结合特殊封装工艺制备可用于高温环境下的光纤光栅温度传感器。

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