同轴波纹波导的高频特性数值分析

本文提出先用时域有限差分法计算含周期慢波结构的谐振腔的谐振频率和谐振场分布,再基于周期慢波电路色散关系的周期性质,由几个特殊色散点处的频率及波数数值组合出周期慢波线的完整色散关系的新方法。数值计算了同轴波纹波导中TM0n模式的色散关系、耦合阻抗等特性参量。     

太赫兹折叠波导慢波结构的设计与微加工

从行波管工作的物理特性提出了一种获得折叠波导慢波结构参数的简单方法,给定工作频率和电压,能够获得折叠波导慢波结构的初始参数.设计了D波段的折叠波导结构来验证该方法,对其冷测特性如色散、耦合阻抗进行了分析.仿真结果表明,设计的折叠波导慢波结构在中心频率处具有较平缓的色散关系,在中心频率处耦合阻抗为3.5欧姆.在电子注电压为20.6 kV,电流为15 mA时,27 mm(50个周期)的折叠波导慢波结构在220 GHz具有13.5 dB的增益,3 dB带宽为11 GHz(213~224 GHz).同时讨论了折叠波导慢波结构的微加工工艺,并通过UV-LIGA工艺获得了实验样品.     

折叠波导慢波结构特性的研究

应用电磁场仿真软件对折叠波导慢波结构进行理论分析、结构设计和数值模拟。计算和分析了折叠波导的色散特性和散射参量,根据折叠波导特殊结构采用了整体极靴结构。模拟得出了折叠波导的周期磁场,通过调节磁场大小对电子注进行有效聚焦,并得到了电子束在磁场中的运动轨迹。结果表明,折叠波导是一种很适合用作毫米波大功率行波管的慢波结构。     

梯形慢波结构的研究

梯形慢波结构是应用于中功率和大功率行波管的一种重要且实用的周期慢波系统,具有结构简单,成本低,功率容量大,散热性好等优点。目前,国内外对梯形慢波结构的研究工作一直在进行中。分析了梯形慢波结构模型,分析了谐振法在运用CST 软件本征模求解器计算色散特性中的理论和过程。在此基础上,设计了工作点为100GHz 和225GHz 的梯形慢波结构尺寸,并研究了梯形慢波结构的尺寸对色散特性的影响。     

Ansys软件在行波管耦合腔慢波电路分析中的应用

利用ANSYS有限元软件对异型耦合槽、锥度漂移管以及带吸收小腔的多种耦合腔慢波电路进行三维电磁场仿真计算，通过进行单腔及多腔谐振模式分析，得到各种耦合腔慢波系统的色散关系曲线，数值计算结果与实验测试值非常吻合。同时，在ANSYS计算基础上结合区域匹配方法，提出了一种新的工程计算方法，在实际工程中使用具有很好的应用价值。     

0.14 THz返波管器件数值模拟与实验研究

对有限引导磁场环形电子束的色散曲线作了理论推导,并利用该色散关系数值计算了正弦慢波结构的色散曲线。采用KARAT模拟程序对0.14 THz返波管进行了粒子模拟,并在RADAN303脉冲源上开展了初步的实验研究,实验获得频率大于0.14 THz、脉冲宽度为1 ns～2 ns、重复频率10 Hz和辐射功率大于1.45 MW太赫兹波输出。     

螺旋折叠圆波导慢波结构的特性

本文介绍螺旋折叠圆波导慢波结构的主要特性：色散关系和互作用阻抗。计算表明，该电路在ｒａ（径向传播参量）较小时，色散强于螺旋带慢波线，但其互作用阻抗较高。若它工作于较大ｒａ值，色散变弱，而仍具有高的互作用阻抗，故可作为宽频带高功率微波放大的电路。     

用MAFIA软件计算改进的梳型慢波线的色散特性

利用ＭＡＦＩＡ软件对改进的梳型慢波线的色散进行了计算,其周期的变化对色散的影响与休斯耦合腔进行了比较。计算结果是改进的梳型慢波线的色散是－１次空间谐波为前向波,比休斯耦合腔有较宽的工作带宽,其周期的变化对需要的工作区段的色散影响比休斯耦合腔要小。对于毫米波行波管,改进的梳型慢波线满足低工作电压时所要的色散特性更容易得到。     

圆形槽波导的一种简单分析方法

把圆形槽波导等效成横向传输线网络,用不同的均匀传输线等效圆形槽及两边的平行平板区域,根据横向谐振条件,利用Runge-Kutta数值计算方法,分析了波导的色散关系.得到了归一化截止波长λc/2a与归一化波导尺寸2c/2a,以及传播常数β与频率的关系曲线.该分析过程简单明了,数值分析的结果与相关文献的结论吻合较好,表明这...     

基于行波法对螺旋波纹波导色散特性的仿真

为研究螺旋波纹波导的色散曲线特性,利用阻抗微扰法对螺旋波纹波导色散方程进行求解,并分析了波导尺寸的变化对色散特性的影响。针对目前采用谐振法仿真色散曲线时存在模式分割以及谐振点的选取问题,利用行波法(不属于波纹波导理论体系下的新方法)对不同频率下的色散值进行仿真求解。研究结果表明,基于行波法仿真得到的色散曲线与由Matlab计算得到的理论色散曲线吻合度好,计算过程不涉及波纹波导理论体系下谐振点的选取问题,相比传统的谐振法,整个仿真计算过程更简洁。     

W波段交错双栅色散测量与比较

采用谐振法,基于小孔耦合设计了W波段矩形槽交错双栅色散测试方案。考虑了倒圆角带来的影响,采用精密计算机数控技术(CNC)工艺加工慢波结构进行测试,获得了辨识较高的谐振峰,得到了0-p 相移范围内所有对应的本征谐振点。基于小孔耦合谐振法的仿真值与严格谐振法、准周期法的仿真值相比最大偏差0.1%,证明了色散测试方案的合理性。基于小孔耦合谐振法的实测值与仿真值相比最大偏差0.3491%,充分说明慢波结构的加工精度满足工程应用需求,这些结果为深入开展下一步试验打下良好基础。     

三腔分离腔的结构尺寸对频率的影响

该文从圆柱坐标系下的Borgnis位函数的齐次标量Helmholtz方程出发,引入慢波驻波概念及其场表达式,利用Borgnis位函数的边界条件及相邻子区公共界面上的场匹配条件,导出了三腔分离腔内角向均匀TM模的色散关系,并利用色散关系分析了三腔分离腔的结构尺寸对谐振频率的影响。     

折叠波导慢波电路的传输特性

研究了新型慢波结构折叠波导慢波电路的传输特性 ,利用等效电路法计算了折叠波导电路的色散特性、耦合阻抗和止带。分析和计算表明 ,该电路很适合用作短厘米波和毫米波大功率行波管的慢波结构。     

盘荷波导慢波结构色散特性的变分分析

盘荷波导慢波结构可以看成由无数多个波导不连续性组成，每个波导不连续性可用一个T型网络描述，其参数能用变分方法得到，再根据无耗的四端微波网络理论，可以得到这种慢波结构的色散方程，因此本文得到了一种用于计算盘荷波导慢波结构色散特性的变分法。该变分法获得的色散特性结果与用场匹配法和HFSS模拟获得的结果符合得比较好。     

含电子束任意轴对称周期慢波结构色散曲线的数值计算

运用场匹配法，提出一种可求解包含电子束的任意轴对称周期慢波结构TMOn模色散曲线的数值方法；该方法具备较强的通用性和推广性，对设计具有周期性慢波结构的契仑柯夫类高功率微波源器件，有着重要的指导性意义。采用该方法编制了计算波纹波导和盘荷波导色散曲线的Matlab程序，以算例的形式验证了本数值算法的可靠性，计算出的冷腔色散曲线结果与多维全电磁模拟软件的模拟结果作了比对，二者相对误差在1％之内，计算结果准确可靠。由于采用了数值积分算法，在计算波纹波导色散曲线时，该方法与Bessel函数泰勒级数展开法相比具有计算速度快的优点。     

光栅参数对折射率剖面非均匀取样光纤光栅的影响

利用传输矩阵法,数值分析了光栅参数对折射率剖面非均匀的均匀光纤光栅及取样光纤光栅的透射谱、偏振关系损耗和偏振模色散的影响。计算结果表明,均匀光纤光栅的光栅条纹可见度及光栅周期对其偏振关系损耗和偏振模色散影响很大;改变取样光纤光栅的取样周期及光栅段长度,透射谐振峰的幅度、偏振关系损耗和偏振模色散的最大值均随取样光纤光栅长度的增加而递增。与靠近中心波长的谐振峰相比,折射率剖面非均匀导致的双折射对取样光纤光栅远离中心波长的谐振峰的影响较小。     

G波段双注折叠波导行波管的注-波互作用特性

研究了G波段双注折叠波导(FWG)TE20模的基本特性。首先计算了双注FWG TE20模的高频特性,采用等效电路法计算了色散特性;根据定义式计算了耦合阻抗,同时将二者的计算结果与HFSS仿真结果进行对比。结果显示,色散特性随频率升高差距增大,耦合阻抗随频率升高差距降低。利用电磁仿真技术(CST)粒子模拟软件对双注FWG TE20模的注-波互作用情况进行仿真,得到了慢波结构中电子轨迹以及输入输出信号频谱图,结果表明,在工作频率为205 GHz时,四段FWG的增益为34.74 dB。     

填充等离子体波纹波导色散曲线计算软件的设计

从一种正弦波纹波导慢波结构的色散方程理论推导出发,设计了在不同结构参数、有无电子注以及填充不同等离子体浓度的情况下,计算其色散曲线的专用软件.该软件除了具有传统的数值计算功能外,提供了一个较为友好的图形用户界面.该界面直接显示该波纹波导的结构图,同时用户可以通过该界面很方便地修改各主要参数,比较不同情况下得到的色散曲线,以获得优化的参数选择.     

翼片加载螺旋线慢波结构色散和耦合阻抗的测量与模拟

运用非谐振微扰法，利用Aglient8510C矢量网络分析仪对两个不同翼片加载螺旋线慢波结构的色散和耦合阻抗特性进行了测试。运用HFSS软件对实验中两个被测的螺旋线慢波结构进行建模，分别计算了它们的色散和耦合阻抗特性，在模拟中考虑了空间谐波对耦合阻抗的影响。结果表明，模拟与实验的色散和耦合阻抗有较好的一致性。     

一维光子晶体慢光波导的FDTD研究

设计了一种新型一维光子晶体慢光波导结构。在常规波导一侧进行了特殊的设计,使波导具有周期性结构,从而具有特殊的色散关系,获得慢光效应。基于麦克斯韦方程利用平面波展开法对光子晶体慢光波导的色散关系进行了分析,获得了波导模以及相应的慢光频率。并利用时域有限差分法（FDTD）对脉冲在波导的传播进行了时域上的模拟,对慢光效应进行验证。