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。     

螺旋慢波系统高频特性的计算机仿真

介绍了用德国CST(Computer Simulation Technology)公司提供的微波工作室MWS(Microwave Studio)4．2软件模拟计算螺旋线慢波系统的色散特性和耦合阻抗的理论方法。通过对矩形夹持杆支撑螺旋慢波结构的模拟计算,与测试结果相比色散特性的平均模拟误差为1．5%左右,耦合阻抗的平均误差为0．3％左右;相比于MAFIA仿真,计算精度更高,计算时间更短。     

太赫兹交错栅慢波结构高频特性理论研究

基于本征函数法对G波段交错栅慢波结构的高频特性建立了理论模型,考虑空间谐波级数项收敛后,计算得到了色散曲线和耦合阻抗以及损耗参量并采用仿真软件对计算结果进行了验证。对比发现理论模型计算的高频特性与仿真结果吻合较好,色散误差小于0.1%,耦合阻抗误差小于10%,损耗误差小于10%,可信度较高。研究结果表明,该模型对于拥有任意交错距离和上下栅高度的双栅结构具有普适性,在两种极限情况下可分别化为对齐双排矩形栅和矩形波导栅慢波结构。交错栅高频损耗主要发生在注通道区域,槽区底部损耗最小。     

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。     

毫米波段梳形慢波线色散特性和耦合阻抗的场匹配法计算

在毫米波段，梳形线慢波系统与其它慢波系统相比，尺寸较大，易于加工，散热性好，很适宜用作毫米波返波管的慢波结构。本文通过对用场匹配法分析了梳形线色散特性的耦合阻抗，讨论了梳形线的尺寸对其色散和耦合阻抗的影响，为设计梳形线毫米波返波管提供了理论依据。     

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。     

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。     

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。     

毫米波返波管用梳形慢波结构特性的计算

梳形线慢波系统与其他慢波系统相比,尺寸较大,易于加工,散热性好,很适宜用作毫米波返波管的慢波结构。由场匹配法得到的梳形线基波色散特性是超越方程,利用计算机求解这一方程,得到了梳形线的返波色散特性和耦合阻抗,并讨论了梳形线的尺寸对色散和耦合阻抗的影响,为设计梳形线毫米波返波管提供了理论依据。     

螺旋线慢波结构冷特性自动测量系统

介绍了一种用于螺旋线慢波结构模型色散特性和耦合阻抗的自动测量系统,它以非谐振微扰法为理论基础,硬件系统包括矢量网络分析仪、PC机、电移台、机械结构、光学监测装置等,并研制了专用的测量控制和数据处理软件。该系统实现了螺旋线慢波结构测量的自动化控制,人机界面友好,测量进程控制灵活,可以直接给出2～20 GHz频率范围内的色散特性和耦合阻抗的频响曲线。测量对象为行波管研制中所用螺旋线慢波结构的1∶1模型。     

存在干扰模式时的微波谐振器Q值计算方法北大核心CSCD

谐振法测量介质介电常数时需要计算谐振器的无载Q值。当微波谐振器的工作模式受干扰模式影响时,会导致无载Q值的计算出现偏差。文章针对这种情况提出了一种存在干扰模式时计算微波谐振器无载Q值的迭代算法。该方法基于所提出的反向叠加和同相叠加两种等效电路模型,以传输系数模值平方之差在所有频点的平方之和作为目标函数,采用尺度变换最速下降法进行迭代。将圆柱形金属谐振腔的高Q值TE011模作为工作模式、简并的低Q值TM111模作为干扰模式,通过仿真和实测对该方法进行了验证。实测结果表明,当干扰模式较强时,3 dB法计算的工作模式Q值偏离真值14%,而所提出的迭代法的计算结果偏离真值不到1%。     

Electronic Raman scattering from holes in InAs/GaAs self-assembled quantum dots

A report is presented on the observation of hole excitations in unintentionally p-doped self-assembled InAs/GaAs quantum dots by resonant Raman spectroscopy. The small difference in the valence intraband energy values obtained by Raman and PL spectra is explained by the Coulomb interaction between electrons and holes. However, the reason why the maximum resonance occurs at a slightly higher energy than that of the hole excitation seen in Raman spectra is unknown.     

核电磁脉冲与开孔金属腔体耦合特性研究

利用基于时域有限差分法(FDTD)的电磁仿真软件XFDTD,研究了核电磁脉冲与开孔腔体的耦合规律。分析了不同极化方向的核电磁脉冲入射时,矩形孔洞长宽比对耦合特性的影响;讨论了核电磁脉冲照射下,腔体谐振和孔缝与腔体的耦合谐振现象;给出了腔体内部电场分布的截面图,讨论了核电磁脉冲入射时腔体内外电场的空间分布情况。研究结果表明:当核电磁脉冲的极化方向与开孔矩形短边平行时,耦合的电场强度比正方形开孔时的要大,且长宽比越大,耦合的电场强度越大;当核电磁脉冲的极化方向与开孔矩形长边平行时,耦合的电场强度比正方形开孔时的小,且长宽比越大,耦合的电场强度越小。极化方向与矩形开孔短边平行时,腔体内产生了腔体谐振和孔缝与腔体的耦合谐振,开孔尺寸的变化会引起谐振频率的偏移;极化方向平行于长边时无明显电磁谐振发生。核电磁脉冲对屏蔽体内的影响主要局限于开孔附近。     

供油孔流量数值模拟及其飞秒激光加工工艺优化

航天发动机供油装置的喷油流量均匀性是决定其性能质量的关键技术指标,其中供油孔的形状尺寸、内表面状态是喷油流量的重要影响因素。传统的供油孔加工方法以电火花加工为主,存在较厚的重铸层,且加工效率低。而激光制孔为典型的非接触式制孔方法,具有加工效率高、质量好,重铸层少的显著优势。为满足某型号航天发动机供油装置的高效高质量制造要求,采用脉宽为200 fs的超短脉冲飞秒激光螺旋制孔工艺,针对1.5 mm厚的GH3044镍基合金材料开展了以0.39 mm孔径为加工基准的流量数值模拟及工艺试验研究。首先通过数值模拟手段,研究了孔径、圆度、锥度以及内壁粗糙度对供油孔流量的影响规律和控制手段,之后根据模拟所获得的理论结果,通过飞秒激光制孔试验对制孔工艺进行了优化。研究发现,出入口孔径是决定流量大小最重要的因素,在单脉冲能量140μJ,单层扫描时间1 200 ms,单层进给量0.02 mm,重复频率100 kHz,旋转速度2 400 r/min的工艺下,将孔径偏差控制在±5μm以内,最终成功实现了供油孔流量偏差1.8%的制孔效果。     

GaAs microlens arrays grown by shadow masked MOVPE

This paper describes the fabrication of high quality GaAs microlenses and microlens arrays using shadow masked metalorganic vapor phase epitaxial (MOVPE) growth (SMMG). Microlenses with apertures as small as 30 μm were fabricated and focal lengths down to 40 μm were measured. The smaller lenses closely fit the theoretical behavior of ideal spherical lenses while larger lenses (focal length >80 μm) showed a more complex physical shape and could not be modeled as spherical. This deviation from a spherical shape is expected from simulation of SMMG. The full width at half maximum of the beam waist was <2 μm for all sizes of microlens indicating that these lenses are compatible with coupling to single mode fibers.     

VFTO 空间场对腔体耦合试验研究*

采用基于时域有限差分法(FDTD)的电磁仿真软件,建立了在VFTO空间辐射场下的二次设备外壳仿真模型,分析了该外壳内不同开孔及孔阵部位耦合场特性。然后通过现场测试,研究了在1000k V GIS变电站中,VFTO空间场辐射下的二次设备内耦合场特性。结果表明:二次设备外壳上的孔阵及缝隙阵对VFTO空间场辐射有明显的抑制作用,且耦合场在腔体内的持续时间要明显大于VFTO空间场在自由空间中的持续时间;二次设备内的PCB板对腔体内的耦合场有一定的抑制作用,因而当腔体内存在PCB时,腔体内耦合场幅值将比空腔时要小,同时由于介质板对高频振荡的抑制作用,耦合场的持续振荡时间也会有所缩短,且发现腔体内的PCB会改变原有空腔内耦合场的主频分布。     

激光加工机械手系统工件位姿自动校正的方法

为了减小在数控加工系统中工件位姿无法精确定位引起的加工误差,采用通过实时检测工件上2个点分别在实际工件坐标系下偏离理想坐标系的坐标来实现机械手自动校正的方法,阐述了工件坐标校正的数学模型、算法和算法程序设计的实现。结果表明,通过6组模拟数据得到位移误差不足0.01mm,角度误差不足0.02°,验证了该方法的正确性。     

基于星像位置误差估计星敏感器姿态角偏差的方法

利用传统的反正切法估算星敏感器测量姿态角偏差时,存在因计算量大干扰算法实时性等问题。针对上述问题,文中提出了根据星像位置误差直接估算星敏感器姿态角偏差的方法。通过分析星敏感器姿态测量原理,推导出星敏感器姿态角变化量对星像位置影响的数学关系式,进而在小视场条件下,得到星像位置误差与星敏感器姿态角测量偏差的公式。该公式计算过程简单,避免了大量的反正切计算。仿真结果表明,在相同的仿真实验条件下,该方法的计算时间比传统方法缩短了近四分之一,且该方法的计算精度也优于传统的反正切法。理论推导和仿真实验说明该方法具有计算量小、实时性好且精度较高的优点,具有一定的工程应用价值。     

Intercavity coupling constant of the cavities

The coupling coefficient of two cavity resonators taking very small values is considered. A technique for measuring the coupling coefficient via loaded Q factors and coefficients of coupling with external lines is proposed. The dependence of the intercavity coupling coefficient on dimensions of the aperture of the diaphragm between the cavities is determined. The data obtained are compared with the values obtained using a technique based on finding the system resonance frequencies corresponding to phase angles 0 and π of intercavity oscillations.     

球谐波展开法求解玻尔兹曼方程综述

介绍3种常用的直接求解玻尔兹曼传输方程(BTE)的球谐波展开法(SHE),分别是项匹配法、Galerkin法和投影法,以及求解过程中常用的几种能带模型和H-转换、最大熵消散两种数值稳定技术,并对比了以上3种方法的异同点。综合已发表文献中的模拟结果,得出结论:高阶球谐波展开和能带模型的选取对模拟器件的传输特性具有至关重要的作用。