8mm三次谐波潘尼管的理论设计与粒子模拟研究

潘尼管是利用电子在高频结构中的位置选择机制实现注波净能量交换的回旋器件,具有高效率与低磁场的显著特点。本文在简述其基本原理的基础上,研究了其设计理论与方法,进行了相应的数值计算,设计了一只8 mm波段三次回旋谐波潘尼管:采用4开槽渐变到圆波导的开放式谐振腔高频结构,2π工作模式,束电压43.5 kV,束电流1.45 A,最后采用3D-PIC模拟软件进行验证、优化。模拟结果显示,该器件可获得37.8 kW平均输出功率,器件效率可达到60%,展示了其作为高效永磁包装器件的良好应用前景。     

核电磁脉冲模拟器的分析和设计

从理论上分析了核电磁脉冲中的工作原理,仿真分析了峰化电容器、主开关和引线电感,阻尼电阻和主开关导通时间对输出脉冲前沿和脉宽的影响.实验最后利用峰化电容谐振充电、冷阴极撬棒管导通放电来研制出核电磁脉冲源.在实验工作空间获得前沿为10 ns、脉宽为200 ns、场强达到50kV/m的强电磁环境,适用于GJB151A-97中...     

宽带锁相扫频源设计

根据给出的扫频源设计指标,对PLL＋DDS常用组合方式DDS激励PLL和PLL内插DDS进行了分析比较,确定了一种将两种组合方式的优点充分结合起来新的组合设计方案,并对这种方案进行了可行性分析.分析表明,这种组合方式有效地减小了倍频次数N,实现了宽带低相位噪声,同时利用DDS的超高频率分辨率、高频率精确度、容易实现程控等优点与锁相环良好的窄带跟踪滤波特性相结合,实现了细步长、可程控的宽带扫频功能.实验结果证明了方案的正确性.     

变阻抗相对论返波管的研究

根据相对论返波管(RBWO)的非线性理论,数值模拟了耦合阻抗单步跃变型RBWO效率与束流参量、耦合阻抗跃变位置、高低耦合阻抗比值的依赖关系,结果表明器件最优化效率可达到50%.设计制造了一个X波段高功率耦合阻抗单步跃变型RBWO,运用全电磁粒子模拟程序仿真了器件中注波互作用过程,预见出器件功率、效率、频率等性能参量.在电子注电流、注加速电压、互作用区长度相同的实验条件下,测得变阻抗器件实验效率约为均匀阻抗型器件效率的2倍.     

微波注入实验用高隔离度双工器的研究

微波注入实验要求微波注入电路和效应监测电路的接入不影响正常的电路器件工作状态,同时要求注入电路隔离度足够大。在此设计了一种高隔离度微波双工器0～800MHz和1.4～4.5GHz,两信号通道内插入损耗小于0.2dB;0～400MHz和1.5～4.5GHz两信号通道隔离度大于50dB。这种微带线型双工器结构紧凑、研制周期短、性能稳定已经在微波效应注入实验系统中获得良好的应用。     

铁氧体行波移相-馈电一体化网络的设计与分析

提出了在波导铁氧体移相器传输方向上加载定向耦合开槽以实现移相馈电一体化网络的设计思路.网络以铁氧体移相器实现对信号的相位控制,在铁氧体传输方向上加载多个耦合能力不同的定向耦合开槽以实现对信号的幅度控制.分析了该结构的设计原理,利用HFSS仿真软件对该结构进行仿真分析,并依据计算结果设计制作了样品,样品实测性能与理论计算较为吻合.     

影响相对论磁控管效率的因素分析

相对论磁控管与普通磁控管效率形成了极大的反差.本文依据打上阳极表面的电子流剩余能量,分析了同步速度、电子小回旋运动、层流厚度、回旋半径、空间直流电荷场与强高频场对效率的影响,并以经典的S波段A6相对论磁控管为例,数值比较了效率随以上各因素的变化,结果表明:强高频场影响是造成相对论磁控管效率低下的主要原因,此结论通过粒子模拟也得到了证实.     

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。     

高阶圆波导模式圆极化器的研究

提出了一种基于光滑圆波导结构的高阶TEmn模圆极化器.运用耦合波理论和数值计算方法对93 GHz TE5,1模圆极化器进行了研究和设计.设计的圆极化器由过渡段和移相段组成,结构简单,易于实现.在88~98 GHz的频带内,最大轴比低于1.18.空间辐射测试结果证明了这种高阶圆极化器的性能.为高性能的低阶波导模式圆极化器的设计提供重要参考.     

微波腔体滤波器的快速设计及仿真

经典的微波腔体滤波器设计往往需要大量的复杂公式计算和繁琐的曲线查找。快速设计方法正是为了避免这样的过程。以梳状线带通滤波器为例,通过计算几个典型的归一化杆径和归一化间距,绘制出分别以相对带宽为横坐标,归一化杆径和归一化间距为纵坐标的快速简便的设计曲线。用ANSOFT-HFSS仿真软件对用该方法设计出的微波带通滤波器进行结构仿真,最后得到满意的结构设计尺寸,实验测试结果达到了技术指标要求,验证了该方法的正确性。