任意槽形螺旋槽慢波结构的色散方程

在本文的分析中,将任意槽形的螺旋槽的连续轮廓近似用一系列相连的矩形阶梯代替,利用各阶梯面上导纳的匹配,以及槽与中心互作用区边界场的连续和匹配条件,获得了任意形状螺旋槽慢波结构的色散方程;同时加工制作了一半圆形螺旋槽模型,对其色散特性的冷测实验表明理论与测量值相吻合。     

任意曲线形状介质栅漏波天线辐射特性的分析

本文用多模网络理论与严格场匹配相结合的方法分析了任意周期层形状介质栅漏波天线的辐射特性。文中采用阶梯近似的方法将连续变化的任意曲线形状周期结构分成多个矩形周期结构的组合,从而将问题归结为对多周期层漏渡天线的分析;这就大大简化了复杂边值问题的求解过程。据此系统地研究了周期槽形状对介质栅漏波天线辐射特性的影响。文中给出的曲线可供设计和制造介质栅天线时参考。     

螺旋槽波导特性的计算与模拟研究

计算了螺旋槽波导的色散特性和群速度,用“准周期边界条件”方法和谐振法模拟计算了螺旋槽波导的色散特性,两种方法的模拟结果与计算都比较一致。此外,还模拟测试了渐变与规则螺旋槽波导连接的匹配性能、螺旋槽波导高频系统的传输特性。结果表明,螺旋槽波导是非常适用于回旋行波管的高频结构。     

准周期多层平板介质光栅色散特性的数值分析

本文采用多模网络与模匹配相结合的方法系统地分析了周期和准周期多层平板介质光栅的色散特性,对多种栅结构的计算结果表明,与已有的分析方法相比较,本文方法具有乘法简洁,精确和适用性强的特点。     

任意槽形矩形慢波结构高频特性分析

矩形慢波结构及其变态具有易于微加工、横向尺寸大、散热好等优点,是一种有潜力工作于毫米波段或亚毫米波段的高频系统.文中利用场匹配的方法推导出了任意槽形状开放式矩形波导慢波结构的统一色散方程,并利用数值计算方法分析了几种特殊槽形状加载慢波结构的色散特性及耦合阻抗,得到三角形结构色散和耦合阻抗均最弱,而倒梯形结构色散最强,耦合阻抗最大.     

槽波导色散特性的模匹配法分析

槽波导是一种很有前途的毫米波传输结构。本文用模匹配法分析了单槽波导和非对称双漕波导的色散特性,给出了n阶近似的色散方程的一般公式,据此编制了求解单槽波导和非对称双槽波导色散特性的通用程序,利用该程序对若干单槽和非对称双槽波导色散特性进行了计算,并与已有的数据进行了比较,获得了十分一致的结果,从而证实了所给公式和程序的正确性和可靠性。     

二维周期结构色散特性的矢量理论分析

在矢量衍射理论基础上给出了任意斜入射下二维周期结构(网格光栅)的角色散表达式。研究表明，二维周期结构的色散特性分析可以将一维光栅涵盖在其中。并阐述了(m，0)级和(0，n)级衍射波的角色散彼此不相关的独立性原理。     

同轴任意槽形周期圆波导慢波结构小信号特性

用阶梯近似的方法分析任意槽形加载的圆波导慢波系统中的场,采用自洽场理论,得到了任意槽形周期加载圆波导慢波系统在小信号条件下的“热”色散方程,并对结构参数对小信号增益的影响情况进行了研究。加载深度和槽口宽度在固定频率下都有一最佳值使得增益最大。     

损耗介质周期加载圆柱波导场分析

本文利用傅立叶级数将损耗介质周期加载圆柱波导结构的场展开,通过分界面上场匹配的模式分析方法得出了TMOn模的色散曲线、电磁场分布以及品质冈数等特性参量.编写了程序DDET-TM并计算TM01模的各特性参量,得到的结果与HFSS的仿真结果吻合较好,验证了本方法的适用性.     

亚波长光栅用于实现宽光谱消色散1/4波片的研究

基于严格耦合波理论 ,分析了共振区域矩形位相光栅的衍射特性 :位相延迟与光栅周期、占空比、槽深的关系 ,并设计出在 40 0～ 80 0nm范围内的消色散 1/4波片光栅 ,可以实现较为平坦的衍射效率和位相延迟曲线 ,其中位相延迟可保持在 90°左右 ,最大偏差小于 9% ,达到甚至优于普通二元复合消色散波片。通过对加工及安装误差的讨论 ,得到了影响消色散波片光栅性能的主要加工误差是槽深误差和占空比误差。     

阶梯加载矩形波导栅慢波系统的研究

提出了一种新型的毫米波行波管慢波结构———阶梯加载矩形波导栅慢波系统.考虑槽区内场的高次项,利用各阶梯相邻面的阶跃条件以及互作用区和加载区的场匹配条件,获得了该结构的色散方程,并导出耦合阻抗.讨论了主模在其中的传播情况,并分析了系统结构参数变化对慢波电路高频特性的影响.数值计算表明加载阶梯的尺寸对此结构内波的传播特性有很大影响,可以根据不同的要求来选取具体设计参数.该结果为进一步研究和设计此类行波管高频系统提供了理论基础.     

ANALYSIS OF RECTANGULAR WAVEGUIDE GRATING SLOW-WAVE STRUCTURE WITH THE ARBITRARY SHAPED GROOVES

The rectangular waveguide grating slow-wave structure (SWS) with arbitrary shaped grooves is presented and analyzed in this paper. As an all-metal slow-wave circuit, it has properties that can be used in high-power millimeter-wave or sub-millimeter wave traveling wave tube (TWT). The unified dispersion equation and the expression of coupling impedance are obtained in this paper by means of an approximate field-theory analysis, in which the profile of the groove is approximately replaced by a series of steps and the field continuity at the interface of two neighboring steps together with the field matching conditions at the interface between the groove region and the interaction region are employed. A rectangular groove SWS was manufactured and the cold measurement was made. The experimental data are in good agreement with the numerical calculation. The derived transcendental equations are resolved numerically for four classical structures such as rectangular, dovetail, ladder and cosine. Finally, taking the rectangular waveguide grating SWS with rectangular grooves for example, the influences of physical dimensions on dispersion relation and coupling impedance are discussed.     

带状束矩形栅毫米波行波管的研究

为了克服单模近似法(SMA)在分析矩形栅慢波系统高频特性的局限性,用“本征函数法”得到了其色散特性,进而求得耦合阻抗.并针对矩形栅的两种典型结构(浅槽栅和深槽栅)进行数值计算,分析了金属栅的几何尺寸对系统高频特性的影响.设计出3 cm、8mm波段的矩形栅模型,进行实验测量,实验值与理论值符合良好.导出了考虑电子注时的“热”色散方程,得到其小信号增益,讨论了电子注参数和慢波电路几何尺寸对小信号增益的影响,为矩形栅慢波系统行波管的设计提供了理论基础.     

Modeling a subterahertz traveling-wave tube with a slow-wave structure of the double grating type and a sheet electron beam

A traveling-wave tube of the millimeter range belonging to the short-wavelength region with a sheet electron beam and a slow-wave structure of the double grating type is studied. Its dispersion characteristics and coupling impedances for various spatial harmonics are calculated. The issues of design of the electron-optical system are discussed. The focusing of a sheet electron beam with a high current density by a uniform magnetic field is modeled.     

亚波长金属光栅的凹槽深度对太赫兹伪表面等离子体影响

从理论上详细研究了一维亚波长金属光栅的凹槽深度对太赫兹伪表面等离子的影响。分别对一维标准亚波长金属光栅和缺陷亚波长金属光栅进行了研究。电场分布情况采用了COMSOL软件进行模拟。得到的结论是:对于一维标准亚波长金属光栅,沿金属光栅传播的表面等离子体取决于槽深度,较深的槽具有更强的束缚能力;对于具有缺陷的光栅结构,电场强度的分布特点取决于缺陷槽的深度,这归功于缺陷槽对光的反射和散射。基于这一理论研究,这两种不同的亚波长金属光栅结构能为太赫兹器件如波导、衰减器及滤波器发展提供新的途征。     

曲折矩形槽波导慢波系统的高频特性

对曲折矩形槽波导新型慢波系统的高频特性进行了研究，通过理论分析和数值计算，得到了它的色散曲线和耦合阻抗，并分析了结构参数变化时对色散特性和耦合阻抗的影响。曲折矩形槽波导结合了曲折波导散热能力强、色散特性好、容易加工和矩形槽波导单模工作、低损耗、大尺寸等优点，因此这种新型的慢波系统有可能在毫米波及亚毫米波段的行波管中具有较好的发展前景。     

Characteristics of Arbitrarily-Shaped Helical Groove Slow-Wave Structure Loaded with a Concentric Dielectric-Rod

The dielectric-rod is loaded on the central axis of the arbitrarily-shaped helical groove slow-wave structure. Meanwhile, the profile of the groove is replaced by a series of continuous rectangular steps. The unified dispersion equation of the arbitrarily-shaped helical groove waveguide loaded with a concentric dielectric-rod is obtained by means of a combination of filed-matching method and admittance-matching technique. Then, the effect of the change of groove shape and the dielectric-rod parameters on the dispersion and coupling impedance is approached by theory calculation. The results show that: loaded with dielectric-rod, the bandwidth of the helical groove traveling wave tube (TWT) is effectively broadened, but the coupling impedance is reduced. Among the five different groove shapes, the triangle-type groove has the widest bandwidth but the smallest coupling impedance, and the swallow-tailed-type groove has the narrowest bandwidth but the largest coupling impedance.