盘荷波导结构高频特性分析及其在高功率速调管中的应用

以周期边界法、谐振法以及微扰法分别对盘荷波导结构色散特性、耦合阻抗进行分析,研究了不同结构参数下盘荷波导结构高频特性的变化规律.设计了C波段π/2模速调管盘荷波导输出结构,对其注-波互作用开展了PIC粒子模拟.计算结果表明,相对于传统单间隙圆柱输出腔,盘荷波导输出结构可以在获得高效率的同时显著降低输出间隙场强.     

微波波导五端口测量网络设计

介绍了工作于9～10 GHz频带的对称五端口波导网络的设计方法.为了使五端口波导网络能较好地工作于六端口反射计中,要求各端口反射系数的绝对值小于0.1.这里结合了频移法、渐变线分割研究法和数值解法等理论对五端口波导测量网络进行设计.     

108GHz双注折叠波导行波管电子光学系统设计

多电子注折叠波导行波管是一类重要的太赫兹源器件。作为真空器件的重要组成部分,电子光学系统对器件的性能有十分重要的影响。本文首先论述了横向场对电子注聚焦的影响,并讨论了使用传统周期永磁聚焦系统的困难。为了克服横向场的影响,文中给出了使用周期会切磁场(PCM)结构设计的双电子注电子光学系统,并且从PCM的空间场分布出发,从理论上说明了采用PCM结构聚焦平面分布的多电子注的可行性。之后对仿真结果进行参数扫描,分析了电极对电子注聚焦的影响、以及磁场分布对电子注聚焦的影响。说明了在多注情况下,电子注在不同平面的聚焦情况不同,电子注在4 cm的聚焦结构内能保持良好的聚焦。     

基于波导等效阻抗建模用于钛铁矿微波还原的谐振腔体研究

提出了一种利用等效阻抗的思想来设计微波谐振腔。通过计算传输波导的主模等效阻抗与谐振腔近似等效阻抗匹配来确定谐振腔体的尺寸,从而使多模谐振腔与传输波导具有良好的匹配,微波源能够以最小的反射馈入谐振腔内。以钛铁矿作为加热研究的物料,利用HFSS软件分别对单馈口和多馈口多模腔的反射系数进行了优化仿真,并且给出了腔体内场分布的情况,仿真优化的结果与等效阻抗匹配方法计算值接近,验证了根据波导等效阻抗方法来设计腔体结构的可行性,为设计高温微波冶金多模腔体提供了新的参考依据。     

一种利用S参数测量平衡RFID标签天线阻抗的优化方法

针对测量平衡RFID标签天线阻抗的准确性问题,提出了一种利用s参数测量的优化方法。该方法将平衡RFID标签天线等效为双端口网络,通过联合使用端口短路、开路延伸方法测量S参数,根据拐点选取最邻近数据并进行区间的数据拟合,从而计算出天线阻抗。首先 h1 进行了测量理论分析．然后设计了实物测量场景（915MHz频段的RFID天线）,并将该优化方法与传统的Bahm方法、无延伸单端口方法、延伸单端口方法进行了对比。结果表明,在工作频段内,该优化方法所测的标签天线的阻抗实部,虚部与仿真结果基本一致,比传统的Balun2及单端口等测摄方法准确;在工作频段外,所测阻抗实部仍然与仿真结果接近,尽管阻抗虚部与仿真结果存在一定的偏差。     

环形波导微波场分布的计算

提出了环形波导场分布的计算模型 ,计算了环形波导内的微波场分布。结果表明即使在环形腔直径大于微波波长时 ,微波能量也能传到真空室中心附近 ,这为实现大面积均匀等离子体提供了理论依据     

双间隙耦合输入腔的计算与仿真研究

根据微波电路及谐振腔电磁场基础理论,建立了双间隙耦合输入腔的等效电路模型,模型考虑了频率偏谐,外观品质因数失配以及电子注电导的影响。推导出间隙电压计算公式和输入端口匹配时腔体外观品质因数与腔体品质因数的关系。分别利用高频软件(HFSS)及粒子模拟软件(MAGIC3D)建立了仿真模型,进行了冷腔及电子注模拟,分析了电子注的电子负载效应对腔体参数的影响。理论计算与仿真与结果一致,证明了等效电路模型的准确性。     

W波段同轴波导回旋行波管放大器的稳定性研究

推导出了考虑损耗层厚度影响的有限电导率材料加载同轴波导中横电模传输常数的解析表达式。结合同轴波导回旋行波管的非线性理论对分布损耗涂层加载的W波段TE_(02)模同轴波导回旋行波管的互作用系统进行了稳定性研究,分析了互作用系统中的不稳定问题。研究表明:互作用电路各区(线性、非线性区)长度的变化不但会导致互作用系统最危险竞争模式的变化,还会导致竞争模式的局部轴向模发生转移,合理选择互作用段的长度是稳定工作模式的重要条件;相比普通圆波导结构,采用同轴波导结构,稀释了工作模式附近的模式密度,并通过分布损耗加载,提高了竟争模式起振电流,相应地提高了工作模式的稳定性。基于稳定性分析结果,在电压60 kV、电流13 A、电子注速度零散为3%的情况下,W波段同轴波导回旋行波管放大器可获得峰值功率232 kW,-3 dB带宽2.5 GHz的放大性能。     

多注PPM聚焦系统中横向磁场的研究

对多注周期永磁(PPM)结构中横向磁场的分布规律进行了研究,模拟分析了耦合槽的存在对不同电子注通道内横向磁场的影响,讨论了多注PPM结构中横向磁场的抑制方法,并对极靴饱和对各电子注通道的影响进行了分析.结果表明,多注PPM结构中通道孔内横向磁场随孔与耦合槽距离的减小而增大,而极靴饱和对通道孔的影响程度与孔和耦合槽的距离成正比.同单注PPM结构相比,增大多注PPM结构中铁制加载头半径对横向场抑制最为明显.     

双间隙谐振腔耦合缝调谐结构的分析与模拟

根据双间隙耦合腔等效电路和电磁场理论,设计了加载在谐振腔耦合缝上的调谐结构。建立了加载此调谐结构的谐振腔等效电路模型,通过理论分析得此结构能够对工作在π模式的双间隙耦合腔进行频率调谐,改变重叠模式耦合腔阻抗特性,同时减小对间隙场形的影响。软件模拟与理论分析结果一致,验证了该调谐结构的有效性,为多间隙耦合腔高频电路的研制和进一步展宽速调管输出带宽具有重要的参考意义。