亚毫米波折叠波导慢波结构的损耗特性研究

损耗是慢波结构的重要参量之一.采用理论与仿真的方法分析了在亚毫米波段(220 GHz)折叠波导慢波结构的导体损耗.在理论模型计算了弯曲波导段的衰减系数,并考虑了波导内表面粗糙度对电导率的影响,从而使模型更接近实际情况.计算结果表明,弯曲波导段的衰减常数大于直渡导段,而且理论模型计算出的每周期折叠波导电路的损耗与高频仿真软件HFSS的结果吻合较好,说明理论模型有较高的精确度.在此基础上,分析了慢渡结构参数变化对损耗的影响.     

Ka波段低电压悬置双微带曲折线慢波结构的设计与测试

提出了一种悬置双微带曲折线慢波结构,介质基板悬置于封闭金属腔内,基板上下表面各镀有一条金属曲折线结构。该结构具有双电子束通道,电磁波具有对称的分布,因此,电磁波可以通过上下腔体与两束带状电子束互作用。通过仿真软件分析了其高频特性,设计工作电压和电流分别为2050 V和0.2 A,PIC仿真结果表明,在36 GHz处最大输出增益为26 dB,具有8 GHz的3-dB饱和功率带宽。实验测得该慢波结构反射损耗低于-10 dB,同时分析了慢波结构制备过程中影响传输损耗的主要因素。     

共面波导表面状态对微波性能影响分析

针对共面波导表面状态对微波性能影响进行了分析,应用保角变换法定量给出了共面波导金属厚度与有效介电常数、特征阻抗、损耗修正表达式。测量了工程中常用的不同工艺制作的共面波导传输线导体厚度、表面粗糙度等参数。采用仿真软件模拟不同导体厚度、不同导体表面粗糙度对微波传输性能的影响。在追求低传输损耗的工程应用中,要考虑共面波导导体厚度、表面粗糙度等表面状态的影响,选择合适的工艺手段和合理的工艺精度来保证传输线的微波性能。     

毫米波螺旋线行波管慢波系统高频损耗

基于夹持杆分层螺旋带模型和三维电磁场分析研究了毫米波螺旋线行波管慢波系统的导体和介质损耗。螺旋带模型中介质损耗考虑为纵向传播常数的虚部,给出螺旋带中电磁场的解析解,导体损耗由螺旋线和管壳表面的面电流不连续性获得。三维电磁场分析通过本征模法,求解单周期结构的品质因数和周期储能获得有限导电率导体和夹持杆陶瓷损耗角带来的慢波系统高频损耗。结果表明,毫米波段螺旋线的导体损耗和夹持杆的介质损耗远大于管壳导体损耗,介质损耗与陶瓷损耗角呈线性关系,对高频损耗的影响不可忽略。     

文献与摘要（108）

在高频传输线中导体轮廓对频率损失影响 Frequency Loss Effect of Conductor Profile in Thin High Frequency Transmission Lines 文章通过实验和理论分析,说明导体表面粗糙度会影响高频传输线的阻抗和造成相位差异、信号损失,低轮廓铜箔的导体损耗也低。PCB设计工程师在高频电路设计时应考虑到导体粗糙模型与衰减常数关系。     

理论分析毫米波螺旋线行波管慢波系统导体和介质损耗

该文基于夹持杆分层螺旋带模型和3维电磁场模型分析,详细研究了毫米波螺旋线行波管慢波系统的导体和介质损耗。螺旋带模型中介质损耗考虑为纵向传播常数的虚部,给出电磁场的解析解,导体损耗由螺旋线和管壳表面的面电流不连续性获得。3维电磁场模型分析通过本征模法,求解单周期结构的品质因数和周期储能,获得有限导电率导体和夹持杆陶瓷损耗角带来的慢波系统高频损耗。结果表明,毫米波段螺旋线的导体损耗和夹持杆的介质损耗远大于管壳导体损耗,介质损耗与陶瓷损耗角呈线性关系,对高频损耗的影响不可忽略。     

FPC高频材料信号损耗分析

信号传输高频化和高速数字化的发展对印制电路板的制作提出了更高的挑战,尤其以光电产品为代表的高频FPC的发展,对频率的要求通常在5GHz～20GHz的范围,对材料性能提出了更高要求。高频FPC的材料选择和工艺控制是该类产品制作的主要难点,本文从几种典型的FPC高频材料出发,从阻抗控制和信号损耗等方面对材料的信号传输性能进行综合考察,理论计算了高频信号传输过程中阻抗匹配性、介质损耗、导体损耗和铜导体粗糙度等对信号损耗的影响,通过数学处理和经验损耗模型获得理论损耗值,同时经试验测试了不同材料在7.5GHz和10GHz频率下的信号损耗值,并将结果推广到20GHz的范围。结果表明,理论计算和实测结果有一致的规律,通过对材料损耗进行估算即可对比出不同材料传输性能优劣,并了解其主要损耗因素,为FPC高频材料的选择和优化设计提供依据。     

0.41 THz折叠波导慢波结构分析与设计

在0.14 THz,0.22 THz和0.34 THz折叠波导行波管研制的基础上,讨论了0.41 THz折叠波导行波管慢波结构设计与加工的可行性,分析研究了折叠波导慢波结构弯曲处直角弯曲与半圈弯曲、方形电子注通道与圆形电子注通道对色散特性、耦合阻抗、带宽、冷损耗和增益的影响。考虑了慢波结构中增加理想衰减器对该行波管带宽和增益的影响,得到了0.41 THz折叠波导行波管慢波结构的初步设计方案,为太赫兹折叠波导行波管的继续发展打下了一定基础。     

脊加载同轴径向线慢波结构设计

提出脊加载同轴径向线慢波结构,并用高频结构仿真器(HFSS)电磁仿真软件对其色散特性和耦合阻抗进行研究,分析了不同结构参数变化对其高频特性的影响。结果表明:脊加载同轴径向线慢波结构的色散曲线平坦,减小内径和周期长度可以明显降低慢波结构的相速,从而减小工作电压;加载脊的宽度对耦合阻抗的影响明显,随着加载脊宽度的增加,耦合阻抗得到提高,相速减小;加载脊的长度对结构的色散特性和耦合阻抗影响不明显;这种脊加载方式有利于增加慢波结构的耦合阻抗,提高行波管的增益和效率。脊加载同轴径向线慢波结构是一种全金属结构,工作频带宽,散热性能好,在毫米波波段的行波管中有较好的应用前景。     

Ka波段曲折双脊单槽加载波导行波管研究

提出了一种新型的曲折波导慢波结构:曲折双脊单槽加载波导慢波结构.利用HFSS、CST电磁仿真软件对工作在Ka波段的曲折双脊单槽加载波导行波管进行了模拟计算,得到其高频特性及注-波互作用特性.结果表明,在33 GHz可以得到265 W的输出功率,增益为37.2 dB,3 dB增益带宽为6 GHz.