波导同轴谐振腔微波幅度均衡器的设计与实现

提出了以传输波导和同轴谐振腔为基本单元、多腔级联结构的微波幅度均衡器设计思路.分析了该结构的实现原理,并利用HFSS电磁场仿真软件进行了建模计算.据此设计制作了器件,通过调节同轴谐振腔腔长、同轴谐振腔中心导体插入主线波导内的深度以及插入谐振腔中的吸收片深度等调节点对衰减中心频率、衰减幅度、衰减分辨率等指标进行调节.该结构的均衡器具有良好的衰减可调性,测试结果与仿真结果较为吻合.     

基于FDTD方法的高频继电器性能分析

高频继电器信号传输路径中不连续区域会对继电器射频（RF）性能造成影响,利用基于时域有限差分（FDTD）算法的软件CST可有效地分析不连续区域对继电器RF性能的影响。本文首先介绍了FDTD算法的基本原理,而后对某型号的高频继电器系统建摸,仿真得到的RF性能曲线与实验结果具有较好的一致性。通过调整高频继电器不连续结构的尺寸设计参数,对继电器的插入损耗、电压驻波比（VSWR）性能进行优化分析,使其性能得到较大改善。此外,文章通过仿真分析了高频继电器隔离度性能的影响因素。本文的研究对于高频继电器的设计具有一定指导意义。     

145GHz同轴连接器的设计与实现

145GHz同轴连接器频带范围宽,阻抗匹配设计难度大。针对145GHz同轴连接器的设计难点,本文采用理论分析和软件仿真相结合的方法进行145GHz同轴连接器的设计,重点对影响连接器性能的介质支撑、内导体间隙、内导体开槽、根部圆角等几个关键因素进行了分析,在分析的基础上完成145GHz同轴连接器的设计。实测结果表明,DC-145GHz频率范围内,连接器驻波比小于1.5,插入损耗小于0.6dB,实测结果达到了设计要求,验证了本文的设计方法的有效性,值得其他高频连接器在设计时进行借鉴。     

GIS中局部放电电磁波同轴传播特性仿真研究

为了对GIS中局部放电产生的电磁信号的同轴腔体传播特性以及结构影响因素进行较为深入的研究,笔者采用有限时域差分方法(FDTD)建立GIS同轴模型,对同轴谐振腔、电磁能量泄漏、发射天线条件等不同因素对局部放电电磁波传播的影响进行了仿真分析。仿真分析可知,两端金属封闭条件下电磁波传播模式不再是简单的同轴腔体下的传播形式,而可看作为一个电磁传输品质系数较低的同轴谐振腔,从而引发更为复杂的高次模波频率成分;盆式绝缘子连接处电磁波能量的径向泄漏会影响后端检测的信号幅值,并且传播模式较高电磁波成分经过绝缘子后衰减较大;金属尖刺或突起不仅起到电磁波激励源的作用,其存在同样也有利于电磁波的传播。     

高频电磁水处理器处理腔的电磁场仿真分析及实验

处理腔是高频电磁水处理器的重要组成部件,为了确定何种处理腔结构对高频电磁阻垢除垢具有更佳的效果,利用准静态学方法对2种常见的处理腔即同轴式处理腔和螺线管式处理腔进行了电磁场分析,得到了同轴式处理腔主导场为电场、螺线管式处理腔主导场为磁场的结论;利用Ansoft Maxwell软件建立了有限元模型,仿真分析其内部的电磁场...     

基于通信卫星的非对称圆环毫米波微带天线

针对毫米波微带天线的特点,设计了一种可用于通信卫星的天线.该天线在辐射贴片的顶部开了个渐变的缝隙并在天线体上方放置矩形槽形成耦合,从而达到展宽天线带宽的效果,在天线单元的基础上分析了该天线的阵列形式.采用基于时域有限积分算法的CST三维电磁仿真软件对该设计进行仿真,分析结果表明在设计的工作频带范围内,该天线具有较好的带宽范围和较高的增益,且结构小巧简单,具有较高实用价值.     

高功率微波矩形波导衰减器的设计与实验

提出了一种高功率微波矩形波导衰减器。本设计中,衰减器是由矩形波导、Na2SO4衰减溶液以及装此溶液的石英容器组成。首先采用同轴探针法测量1.8~2.4GHz频段内Na2SO4溶液的介电常数,然后利用CST软件在1.8~2.4GHz频段内建模和仿真计算衰减量为(52±2)dB、驻波比小于1.35的衰减器。最后按照仿真得到的最优结构尺寸制作了高功率矩形波导衰减器,并对衰减器的衰减量和反射系数进行了实测和分析。为高功率微波衰减器的设计方法的研究提供了一种有效的理论和实验研究平台。     

宽频磁耦合谐振式无线电能传输系统电源变换器技术

设计了一种宽频磁耦合谐振式无线电能传输系统变换器,采用E类功率放大器为主电路拓扑,对电路性能进行分析,通过优化工作状态和匹配网络,提高系统的负载功率和传输效率。同时对系统的宽频特性进行优化,结合发射、接收谐振器负载网络匹配设计,对变换器在不同谐振频率、不同谐振器下的传输特性进行分析。并利用设计的变换器进行了宽频范围0.15~8MHz、传输距离30cm的仿真和实验研究,在宽频范围内实现零电压开通和关断的工作状态,提高了宽频系统效率,完成了理论、仿真分析和实验的相互验证。     

同轴谐振腔测量片状介质材料的介电常数

基于同轴谐振腔,提出一种测量低损耗片状介质材料相对介电常数的方法。结合麦克斯韦方程组和电磁场边界条件,分析部分填充介质的同轴谐振腔内TEM谐振模,推导填充介质同轴谐振腔的本征方程。采用多项式拟合法简化计算模型。本文通过计算分析,设计一个空腔工作频率在1.8183 GHz的同轴谐振腔进行研究。在HFSS电磁仿真软件中进行仿真分析,研究填充介质材料的厚度和放置高度对测量结果的影响,仿真测量结果与理论模型结果一致。在实验中搭建测量系统实现全自动测量。实验测量同轴谐振腔空腔的谐振频率为1.8183 GHz。对FR4介质材料的相对介电常数进行测量。经过多次测量表明测量系统稳定性良好。实验结果符合实际标称值,与仿真误差小于5%,证明该方法的可行性和准确性。     

天籁计划射电望远镜中宽带馈源的研制

暗能量约占宇宙总密度的3/4,但其成团性很弱,且与普通物质的相互作用也极其微弱,很难在实验室内直接进行测量,因此对它的探测主要是考虑其在宇宙尺度上的引力效应,即需要测量不同时期宇宙膨胀的速度H(z)(哈勃参数)。为了实现暗能量的高精度观测,天籁计划正在研制一种针对暗能量探测的专用射电阵列望远镜,其中馈源要求具有宽频带特性。本文将主要提出一种适用于天籁计划需求的宽带馈源型式,通过改进方板偶极子、附加反射腔以及巴伦馈电的结构型式,并用三维电磁仿真软件CST Microwave Studio对不同型式宽带馈源的电性能进行仿真计算,通过结构选优设计获得结构参数,制作了实物模型,经实验测试结果和仿真结果吻合,较好满足项目的需求。     

Wave propagation on power cables with special regard to metallic screen design

The high frequency properties of coaxial power cables are modeled using time- and frequency-domain numerical simulations. This is required due to the complex helical structure of the outer metallic screen. The finite element (FEM) and finite difference time domain methods (FDTD) have been employed to study the effect of screen spiralization. It is established that this screen design causes a dependence of the cable high frequency characteristics on the surrounding medium. Analytical model based on modal analysis of wave propagation in coaxial cables confirms the numerical observations     

同轴电缆组件与同轴连接器回波性能的改善

通过对电缆组件进行时域分析（TDR）,得出了同轴连接器内部的阻抗匹配不一致,导致电缆组件回波值偏高。采用CST一边进行模拟分析连接器内部的结构,一边修改连接器各结构以降低电压驻波比。试验采用改进的连接器组装同轴电缆组件,采用网络分析仪测试,电压驻波比均能满足预定的要求。因此,改进连接器内部各结构,调整内外径比例,对同轴电缆组件的VSWR性能的改善有直接的影响。     

2.85GHz回旋波整流器高频系统的设计及优化

对2.85 GHz回旋波整流器的高频互作用区进行了研究与设计;运用CST分析了高频结构中耦合环结构的变化对高频系统S参数的影响,在此基础上对腔体结构做了优化;并用CST PIC对其进行了粒子模拟,优化解决了电子注的加入对谐振腔特性的影响。最后设计出了工作在2.85 GHz,具有较高能量转化效率的回旋波整流器高频互作用区。     

椭圆聚焦型无极紫外固化灯研究与设计

利用蒙特卡洛分析法和有限积分法,设计一种椭圆聚焦型无极紫外固化灯。首先利用光学仿真软件分析了椭圆柱型谐振腔对非理想圆柱光源的光线利用率和光斑宽度两者之间的影响,选择合适的放大倍率和离心率;再通过电磁场仿真软件分析了谐振腔的电磁共振模式及频率,确定最佳电磁共振条件下谐振腔的开口深度;最后根据波导耦合原则,设计谐振腔与波导的耦合方式。经实验测试,无极紫外固化灯的发射光谱与所用无极紫外放电灯管的理论光谱相一致,并且测得的紫外光功率分布也与光学仿真的结果符合。     

交叉耦合腔体滤波器的设计与实现

通过对广义Chebyshev滤波器设计方法的深入研究,改进了由技术指标提取滤波器阶数和传输零点的综合方法;基于提出的分析模型,用Ansoft HFSS建立同轴腔体滤波器,对谐振腔的本征频率、耦合系数、抽头位置进行仿真计算。通过960MHz交叉耦合滤波器实例设计验证了该综合方法的有效性。     

泄漏同轴电缆在智能高速公路中的研究与应用

在分析原有智能高速公路移动通信系统的基础上,用时域有限差分（FDTD）方法计算和仿真了泄漏同轴电缆在移动通信系统的性能,分析了泄漏同轴电缆在槽口处的电磁场分布,仿真了系统中不同位置的电场,为了得到更精确的结果,在网格剖分上采用了非均匀网格技术,仿真结果表明泄漏同轴电缆在智能高速公路移动通信系统中可以起到信息发送、传输和接收的作用,在日常通信频段内可以为公路上的机动车提供无盲区的宽频、高速传输的移动通信,为未来智能高速公路的发展与应用提供了理论依据。     

射频同轴开关转换仪的研制

本文介绍了常用于电磁兼容自动测试系统中的带GPIB接口的可程控射频同轴开关转换仪。该转换仪主要通过大规模集成电路来实现GPIB接口功能,并在软硬件和结构设计的过程中考虑了射频效应及其潜在的干扰,因而具有很高的可靠性。如果所用的同轴开关的射频性能足够好,那么,本射频同轴开关转换仪将在从DC直到射频的整个频率范围内具有很好的驻波比和插入损耗等特点。本文具体给出硬件的设计原理及其有关干扰问题的解决方案。