一种双Z型双频微带天线的分析与设计--《数字通信》2014年01期
一种双Z型双频微带天线的分析与设计
【摘要】：设计一种双Z型缝隙结构的双频微带贴片天线,通过加载缝隙改变贴片表面电流路径的方法来实现天线的双频带,并利用电磁仿真软件HFSS 13.0对天线进行仿真分析。结果表明,当回波损耗小于-10.0 dB时,天线工作频段分别为2.44~2.56 GHz和4.92~5.08 GHz,且天线的相对带宽分别为4.8%和3.2%。与普通微带天线相比,该天线的带宽有很大的提高,天线的整体辐射性能良好,且结构简单易实现,所设计的双频微带天线可用于无线通信系统中。
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【分类号】：TN822【正文快照】：
0引言无线通信技术的迅猛发展和应用推动了现代通信天线向小型化、多频带、多极化的方向发展。微带天线因其特有的优点如体积小、重量轻、低剖面、能与载体共形、易于制造、成本低、便于实现圆极化、双极化和双频段等得到广泛的关注和应用[1]。微带天线的形式有很多,在诸多形
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KYN28-12Z型中置式开关柜及其改进设计的几个功能结构的探讨
添加：不详
摘要：探讨了 KYN28-12Z 型中置式开关柜实现不同电气功能的结构设计。
　　关键词：开关柜；电气功能；结构；设计
　　高压开关柜按主元件(断路器、互感器等)的安装方式分类有两种形式：固定式和移开式。移开式开关柜把主元件安装在一个可移开的手车上，维修、更换主元件时，可以把备用的通用手车投入运行。手车拉出柜体后，维修、更换主元件，不影响电气主回路的正常运行。因此，移开式开关柜具有停电时间短，供电可靠性高的优点。
　　中置式开关柜属于移开式开关柜，因手车处在开关柜高度方向的中间位置而得名。除了落地手车式开关柜的特点外，中置式开关柜还具有以下优点：
(1)手车体积小，重量轻，空间尺寸也比较小，因此尺寸容易控制，精度高，手车互换性好；
(2)手车推进和拉出由丝杆传动，且在专用导轨上移动，因此操作轻巧，传动精密；
(3)手车拉出后由专用服务车承载，且服务车高度可以根据地面和导轨的高度调节，因此手车进出不受地面高低和平整度的影响；
(4)由于手车处在柜体中间位置，柜体下部空间均可作为电缆室，因此柜体安装以及电缆连接的空间宽裕，操作方便；
(5)由于电缆室在柜前和柜后是贯通的，因此中置式开关柜可以靠墙安装。但是，KYN28-12Z 型中置式开关柜作为一种新型的移开式开关柜，也有其不足，下面就此型开关柜实现电气功能要求的结构分别探讨如下。
2&&&&& 双手车：CB 车+PT车
　　KYN28-12Z 型中置式开关柜虽然体积小巧，操作轻便。但因手车体积有限，其上不能装配太多的主元件。在实现某些电气方案时，往往一台柜子不能满足要求，常需两台柜子才能实现。这无疑给用户增加了投资费用。
　　如图1(a)的电气方案，若把断路器 (CB)安装到手车上，因手车体积太小，高压熔断器(FU)和电压互感器(PT)就不能安装在手车上了，只能安装于柜内；如果也要把 FU、PT 安装在手车上，只能用两台开关柜来实现。
　　注意到开关柜下部电缆室的空间有余，通过对中置式开关柜的结构分析，设想在柜前下部再设计一个手车，即上下手车。上手车安装 CB，下手车安装 FU 和 PT。这样，一台柜子可实现图1(a)的电气功能，其结构示意图见图1(b)。
　　目前，用户在实现某个电气功能时，要求设备投资越少越好，即开关柜数量要尽可能地少。因此，上述方案的实现，对投资费用有限的用户(如房地产的配电设备项目等)，具有很现实的意义。
3& 专用二次电源手车
　　图1(a)的电气方案一般用于进线柜，CB 作为进线保护断路器，PT作为二次电源的降压变压器(变比为 10 kV/100 V)，再通过控制变压器(变比为100 V/220 V)升压到220 V。这里存在两个问题：(1)PT作为测量元件，精度较高，但容量有限(普通电压互感器极限输出容量为300～500 VA)，实际上二次电源对精度要求可适当放宽， 但容量应足够 (一般需 1 kVA以上)。(2)如果系统出现短路故障(如图2，在出线柜 CB 出线侧短路)，一次母线电压必然降低，从而引起二次电源电压下降甚至失压。本来此时保护应可靠动作，断路器应正常跳闸，但因二次电源降压或失压，使保护不能可靠动作，断路器不能正常跳闸，这是十分危险的。
　　针对上述两个问题，可以采取以下措施：(1)设计专门的二次电源变压器，变比为 10 kV/220 V，容量为 1?2 kVA，精度可按变压器的标准规定要求考虑；断路器(进线和出线)配置低电压脱扣器。短路故障时，一次降压引起二次电源电压下降，低电压脱扣器动作，断路器跳闸，故障切除；(2)设计二次电源补给装置(原理简图见图3)。正常情况下，大容量电容器由二次电源充电完成。一旦二次电源出现低电压或失压，低电压继电器动作切换，把电容器的能量释放给二次系统，维持故障时的二次电源，使保护可靠动作，断路器跳闸，故障切除。
　　目前常采用第一个方案，但断路器必须具有低电压脱扣功能(有的断路器没有此功能)。国外公司应用第二个方案较多，国内用户因对国产大容量电容器的质量存在怀疑而不常采用。
4　+中置式计量柜
　　电力部门对高压计量柜有特殊的要求，如 PT、CT 和计量表计均应安装在手车上且应铅封于一个柜门内。目的是为了防止盗电，又便于抄表和校验。中置式开关柜因手车体积较小，PT、CT 不能都安装于手车上，因此有些制造厂把 PT 安装在手车上，而 CT 只能安装于开关柜内了。这样造成的后果是：PT 手车拉出后退出运行，电度表不计费了，但主回路仍通，供电正常，这反而给盗电提供了方便。
　　设计的计量手车把 PT、CT 和计量表计(电度表、失压计时仪)等均安装在手车上，且仍然为中置式结构，独立运行于手车隔室内，柜门加铅封锁(结构见图4)。
5& 单柜实现“母联+母线升”方案
　　如图5(a)的电气方案，常需两台开关柜才能实现，即一台母联柜加一台母线提升柜。设计在一台柜体内实现上述方案，其结构见图5(b)。该柜体设有两段母线，在柜体内一前一后。母线 A 为常规母线，母线 B 是为了使邻柜母线转换到常规位置而设立的。邻柜的母线转换示意图见图6。考虑到母线 B 占据了电缆室上部的压力释放通道，柜体深度需增加约200 mm。
　　“五防”机械联锁有两种形式：一种是“主动式”，另一种是“被动式”。例如“防止带负荷推拉手车”，主动式机械联锁应该是：断路器在合闸时，机械上应保证手车不能推拉，即使实施推拉，也推拉不动；而被动式机械联锁是另一种情况：即断路器合闸时，只要手车摇手柄摇动一点点(此时主回路动静触头之间实际上还没有相对位移)，断路器即分闸。也就是说，手车总是可以推拉的，只是一推拉，断路器就分闸。显然，被动式机械联锁方式会使断路器误分闸。因此，希望采用主动式机械联锁方式。
　　KYN28-12Z 型中置式开关柜的“五防”机械联锁装置既可靠又简单。但在实现“防止误入带电间隔”功能时，存在不够全面的地方。如：只有在接地刀合闸后，电缆室门才可以开启，这一点能满足要求；但在门开启后防止接地刀分闸这一点，结构上不能保证。接地刀分闸了，而门又是开启的，这存在安全隐患。有的制造厂在接地刀操作孔处加小门，并挂锁，以防无关人员操作。这是一个办法，但不够完美。
　　下面介绍一种“防止误入带电间隔”的机械联锁装置(见图7)，能实现只有在接地刀合闸后，电缆室门才能打开，以及只有在电缆室门关闭后，接地刀才能分闸的功能。&
　　当开关柜退出运行时，只有在接地刀合闸后，联锁件脱离了对门的限制，门才可以打开；一旦门打开，由于弹簧5的作用，档板3遮住了接地刀的操作孔，因此无法操作接地刀使其分闸；只有在门关闭到位后，顶杆1克服弹簧5的拉力，顶开档板3，使其离开接地刀操作孔的位置，此时才可以操作接地刀并使其分闸。
　　某厂改进设计的 ZSS 中置式开关柜应用了上述功能结构的设计，并在实际运行中得到了验证，达到了良好的效果。
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已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于48。X的一种1:1型氢化物分子中既有σ键又有π 键。Z是金属元素，Z的单质和化合物有广泛的用途。已知Z的核电荷数小于28，且次外层有2 个未成对电子。工业上利用ZO2和碳酸钡在熔融状态下制取化合物M（M可看做一种含氧酸盐）。M有显著的“压电性能”，应用于超声波的发生装置。经X射线分析，M晶体的最小重复单位为正方体（如图），边长为4.03×10-10m，顶点位置为Z4+所占，体心位置为Ba2+所占，所有棱心位置为O2-所占。
(1)Y在周期表中位于________；Z4+的核外电子排布式为_______________(2)X的该种氢化物分子构型为____________，X在该氢化物中以____方式杂化。X和Y形成的化合物的熔点应该____（填“高于”或“低于”）X氢化物的熔点。 (3)①制备M的化学反应方程式是____________________；②在M晶体中，若将Z4+置于立方体的体心，Ba2+置于立方体的顶点，则O2-处于立方体的____； ③在M晶体中，Z4+的氧配位数为________； ④已知O2-半径为1.40×10-10m，则Z4+半径为_________m。
题型：填空题难度：中档来源：模拟题
(1)第四周期第ⅡA族；1s22s22p63s23p6 (2)直线形；sp；高于(3)①TiO2+BaCO3=BaTiO3+CO2↑；②面心；③6；④6.15×10-13
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据魔方格专家权威分析，试题“已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于48。X的一种1:1型氢化物分..”主要考查你对&&晶胞，电子排布式，杂化轨道理论（中心原子杂化方式），元素周期表&&等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：
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晶胞电子排布式杂化轨道理论（中心原子杂化方式）元素周期表
1．定义描述晶体结构的基本单元叫做晶胞。 2．结构一般来说，晶胞为平行六面体，晶胞只是晶体微观空间里的一个基本单元，在它的上、下、左、右、前、后无隙并置地排列着无数晶胞，而且所有晶胞的形状及其内部的原子种类、个数及几何排列是完全相同的。“无隙”是指相邻晶胞之间没有任何间隙，“并置”是指所有晶胞都是平行排列的，取向相同。晶胞中微粒数目的确定：计算晶胞中微粒数目的常用方法是均摊法。均摊法是指每个晶胞平均拥有的粒子数目。如某个粒子为n个晶胞所共有，则该粒子有属于这个晶胞。(1)长方体(或正方体)形晶胞中不同位置的粒子数的计算。①处于顶点的粒子，同时为8个晶胞所共有，每个粒子有属于该晶胞。②处于棱上的粒子，同时为4个晶胞所共有，每个粒子有属于该晶胞。③处于面上的粒子，同时为2个晶胞所共有。每个粒子有属于该晶胞。④处于晶胞内部的粒子，则完全属于该晶胞。(2)非平行六面体形晶胞中粒子数目的计算同样可用均摊法，其关键仍然是确定一个粒子为几个晶胞所共有。例如，石墨晶胞每一层内碳原子排成许多个六边形，其顶点(1个碳原子)对六边形的贡献为，那么每一个六边形实际有6×=2个碳原子。(3)在六棱柱晶胞(如图所示 MgB2的晶胞)中，顶点上的原子为6 个晶胞(同层3个，上层或下层3个) 共有，面上的原子为2个晶胞共有，因此镁原子个数为12×+2×=3，硼原子个数为6。 特别提醒：在晶胞中微粒个数的计算过程中，不要形成思维定式，不同形状的晶胞应先分析任意位置上的一个粒子被几个晶胞共用，如六棱柱晶胞中，顶点、侧棱、底面上的棱、面心上的原子依次被6、3、4、2 个晶胞共用。
有关晶胞密度的计算步骤：
①根据“分摊法”算出每个晶胞实际含有各类原子的个数，计算出晶胞的质量m： ②根据边长计算晶胞的体积V： ③根据进行计算，得出结果。电子排布式：
①简化电子排布式为了避免电子排布式书写过于繁琐，把内层电子达到稀有气体元素原子结构的部分以相应稀有气体的冗素符号外加方括号表示，即为简化电子排布式，如K 的简化电子排布式为 ②特殊电子排布式有个别元素的基态原子的电子排布对于构造原理有1个电子的反常。因为能量相同的原子轨道在全充满()、半充满()和全空()状态时，体系的能量较低，原子较稳定。 (2)电子排布图：用方框表示一个原子轨道，用箭头“↑”或“↓”来区别自旋状态不同的电子。&构造原理:
多电子原子的核外电子排布总是按照能量最低原理，由低能级逐步填充到高能级。绝大多数元素的原子核外电子的排布遵循下图所示的排布顺序，这种排布顺序被称为构造原理。点拨:构造原理中的排布顺序，其实质是各能级的能量高低顺序，可由下列公式得出ns&(n一2)f& (n一1)d&np(n表示能层序数)。常用的重要的能级交错顺序有：
核外电子排布式一构造原理的应用：
根据构造原理，按照能级顺序，用能级符号右上角的数字表示该能级上电子数的式子，叫做电子排布式。例如，杂化轨道理论：是鲍林为了解释分子的立体结构提出的。中心原子杂化轨道、孤电子对数及与之相连的原子数间的关系是：杂化轨道数=孤电子对数+与之相连的原子数。杂化前后轨道总数比变，杂化轨道用来形成σ键或容纳孤对电子，未杂化的轨道与杂化轨道所在平面垂直，可用来形成π键。 常见杂化方式：(1)sp杂化：直线型 如：CO2、CS2 (2)sp2杂化：平面三角形（等性杂化为平面正三角形） 如：BCl3 C2H4 不等性杂化为V字型 如：H2O H2S OF2 (3)sp3杂化：空间四面体（等性杂化为正四面体） 如：CH4、CCl4 不等性杂化为三角锥 如：NH3 PCl3 H3O+&& sp3d杂化：三角双锥 sp3d2杂化：八面体（等性杂化为正八面体） 分子的构型与杂化类型的关系：
元素周期表编排原则:
(1)把电子层数相同的各种元素按原子序数递增的顺序从左至右排成横行。 (2)把最外层电子数相同的元素按电子层数递增的顺序由上到下排列成纵行。 注意:①元素周期表是元素周期律的具体表现形式，它反映了元素之间相互联系的规律。②历史上第一个元素周期表是1869年俄国化学家门捷列夫在前人探索的基础上排成的，他将元素按相对原子质量由小到大依次排列，并将化学性质相似的元素放在一个纵行。 元素周期表的结构: (1)周期 ①周期的含义在元素周期表中，把电子层数相同的元素，按原子序数递增的顺序从左到右排成横行，这样每个横行为一个周期。现在使用的元素周期表有7个横行，即7 个周期。 ②周期的划分&(2)族 ①族的含义在周期表中，把不同横行(即周期)中最外层电子数相同的元素，按电子层数递增的顺序由上到下排成纵行，除第8、9、10三个纵行叫做第Ⅷ族外，其余15个纵行，每个纵行为一族。现在使用的元素周期表有18 个纵行，它们被划分为16个族。 ②族的划分&(3)元素周期表中主族元素金属性和非金属性的递变
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