THz扩展互作用振荡器的多段式折叠波导高频结构注波互作用分析

为了提高大赫兹扩展互作用振荡器(EIO)的输出功率,改进了两段式折叠波导慢波结构,并提出了三段式折叠波导新型慢波结构。分析了折叠波导的色散特性,通过进行三维粒子模拟,研究了单段式、两段式和三段式折叠波导的输出特性。单段式折叠波导EIO最大输出功率为46 W,改进后两段式EIO输出功率提升了84.8%到86 W,并比改进前提高了10.3%,三段式EIO输出功率比单段式提高了143.5%,达到112 W。采用多段式折叠波导作为EIO的慢波结构比单段式具有显著的优越性。     

相速渐变折叠波导的研究

为了提高折叠波导行波管的注-波互作用效率,本文提出了两类变形的折叠波导高频结构,分别是直波导长度渐变的折叠波导以及部分加载介质的折叠波导。前者又分为连续渐变和阶梯渐变两种结构,后者有两段式及三段式介质加载两种;并从理论上分析了这两类结构。分别用等效电路法和矩形波导法分析计算了两种新型的折叠波导结构的相速,得出两者的波在轴向上的相速都降低了。再利用仿真软件进一步观察电子的运动情况和输出功率的情况,并对两种结构的参数进行了优化,优化结果可使输出功率提高达80%。仿真结果表明两种新型的结构都让更多的电子速度变慢,由此可以证明两种高频结构对注-波互作用效率有很大提高,也对输出功率有很大改善。     

140GHz多注折叠波导结构的特性与微铣削工艺研究

多个电子注是提升THz辐射源输出功率的一种有效办法,折叠波导是一类广泛应用于THz行波管的慢波结构,为此本文对一种三注折叠波导结构进行了研究。首先,完成了该结构冷测特性与注波互作用特性的理论分析,获得了一组优化的结构参数;其次,由于折叠波导结构具有准二维的特点,突破微铣削工艺相关关键技术,完成了该结构的制作;最后,搭建实验测试平台完成了该结构传输特性的测试,并与设计结果进行比较。模拟结果表明:中心频率点在140GHz、注电压与电流分别为9.55kV与12mA、输入功率为10mW时,同单注结构相比,输出功率从1.82提升到了12.73W;电子效率从1.59%高到了3.7%;传输特性的实验值同设计值保持了很好的一致性。该方法为THz行波管输出功率和电子效率的提高提供了新的参考。     

折叠结构在产品设计中的应用研究

以折叠结构在产品设计中的应用为启示,分析了折叠结构的概念和形式,通过大量产品设计实例,论述了折叠结构的功能价值。在此基础上,提出了折叠结构应用于设计是利用材料属性和结构设计来解决产品使用方式和空间利用的问题,其中使用方式是产品设计的关键所在,同时揭示了折叠设计与人性化设计思想及绿色设计原则之间的内在联系。     

婴儿手推车的折叠结构创新研究

通过对婴儿手推车在使用过程中出现的问题进行分析,对其结构进行创新设计,简化折叠程序,缩小折叠体积,方便消费者操作,最终提出了多方位折叠结构及交叉四杆折叠结构的设计方案,以期对该产品设计领域提供参考性设计建议。     

折叠波导几何尺寸自动测量方法及误差分析

根据W波段行波管的设计要求, 考虑加工设备的固有精度, 编写测量程序, 实现了折叠波导多周期微结构的自动精密测量。实际应用时, 利用视频影像测量显微镜、工具显微镜、激光共聚焦显微镜和高度计完成了W波段行波管折叠波导慢波结构关键几何尺寸的全自动和半自动测量, 分析了测量误差的来源, 提出了最大限度减小误差的方法, 各个尺寸的测量精度全部控制在1.5μm以内, 测量时间从原来的3 h缩短到了1 h以内, 显著提高了工作效率, 为折叠波导行波管的批量生产节约了时间和人力成本。     

108GHz双注折叠波导行波管电子光学系统设计

多电子注折叠波导行波管是一类重要的太赫兹源器件。作为真空器件的重要组成部分,电子光学系统对器件的性能有十分重要的影响。本文首先论述了横向场对电子注聚焦的影响,并讨论了使用传统周期永磁聚焦系统的困难。为了克服横向场的影响,文中给出了使用周期会切磁场(PCM)结构设计的双电子注电子光学系统,并且从PCM的空间场分布出发,从理论上说明了采用PCM结构聚焦平面分布的多电子注的可行性。之后对仿真结果进行参数扫描,分析了电极对电子注聚焦的影响、以及磁场分布对电子注聚焦的影响。说明了在多注情况下,电子注在不同平面的聚焦情况不同,电子注在4 cm的聚焦结构内能保持良好的聚焦。     

双电子注高次模折叠波导慢波结构注波互作用仿真分析

提出了一种工作于220 GHz的双电子注高次模折叠波导慢波结构, 该结构由四段慢波线组成, 各段之间通过衰减器进行连接。文章首先计算了该结构的色散特性, 其次利用CST模拟软件对其注波互作用特性进行了仿真分析:该结构工作模输出信号稳定, 增益为33.1 dB。最后讨论了在电子注直流发射模型中, 能量离散、角度离散、电子注电压差异三个仿真参量改变时, 输出信号增益随参量的变化关系。通过对参量变化的分析, 希望为器件的制造提供参考。     

高功率Ka波段三注级联折叠波导行波管输入输出特性研究

折叠波导慢波结构具有高功率、宽频带、高增益等优点。作为高频、大功率、宽频带微波源的慢波电路具有巨大的应用潜力。与单注折叠波导行波管相比,多注折叠波导行波管能够进一步提高行波管的增益。一般多注折叠波导行波管各级之间空隙很大,增加了行波管重量,如何减轻其重量是当前面临的一大难题。本文从多注折叠波导行波管基本结构出发,考虑各级折叠波导行波管之间的连接方式,设计了一种新的三注级联折叠波导行波管。通过HFSS软件对新结构进行仿真分析,结果表明该结构具有良好的输入输出特性。该设计不仅克服了管子加工长度上的困难,而且降低了三注级联折叠波导行波管对尺寸的要求,使行波管的结构更紧凑,适用于要求重量轻的场合。     

现代建筑中的折叠结构

可展与折叠结构是一类可以自由地大尺度改变几何构形的结构。它们可以从体积较小的闭合或者收缩状态变换到开启或者展开状态。相对于传统结构而言,可展与折叠结构具有建造速度快、施工方便等优点,而且便于运输和存储,可反复使用,因而在民用、军事、航天等领域被广泛应用。针对可展与折叠结构的共性问题及关键技术,采用理论分析、数值模拟、物理模型实验相结合的研究手段,对多种新型可展与折叠结构的几何构成、运动过程以及受力性能等进行了深入的研究。     

产品的折叠结构探讨

产品设计需要设计师跨专业学习多方面知识,以结构的创新为出发点进行产品创新也是有效的创新手段之一。折叠产品是精妙的人造产品,它们有两种状态：折叠着的被动状态和展开着的积极状态。它们可大可小、可阔可缩,一切都取决于功能的需要。从工业设计的角度对折叠产品特别是产品的折叠机构进行不同设计理念下的外观设计,是提升产品价值的有效手段。     

折叠纸盒锁底式结构的研究

在折叠纸盒结构设计中,锁底式结构是一种常见的盒底结构.根据各种盒体的特点,介绍了增强型锁底结构与正六棱柱锁底式结构的设计方法及技巧,从而保证纸盒在成型过程中,最简单地实现装盒机自动操作.     

0.22 THz折叠波导行波管输出窗的仿真设计与实验研究

输出窗是微波管内将高频能量由高真空环境传送至外部负载的关键部件。本文研究了用于0.22 THz折叠波导行波管的输出窗结构,采用CST微波工作室进行优化计算,设计出窗片材料为蓝宝石的盒型窗结构。分析了结构参数的变化对盒型窗电压驻波比的影响,当盒型窗结构参数在±0.01 mm范围变化时,其驻波比仍低于1.2,保证了零部件加工的可行性。计算了输出结构的损耗包括壁损耗和介质损耗,结合ANSYS软件分析了输出结构上的温度和热应力分布,分析表明:介质窗片的损耗非常小,输出结构的温升主要是由波导壁损耗导致,输出功率为10 W时,窗片最高温度为88.5℃,窗片上最大应力与窗片中心应力差为47.1 MPa,对窗片的结构影响不大。根据优化参数,制备了盒型窗,并且对该结构进行了测试,结果表明,在频率216 GHz处,驻波比为1.24。     

声速剖面对浅海波导频散特性的影响研究

0引言对波导中频散特性的研究一直是水声物理领域的焦点之一[1]。本文重点研究具有弹性海底的Pekeris[1]波导环境下,流体层中声速剖面(Sound speed profile,SSP)对波导频散特性的影响。1理论研究本文主要针对具有半无限弹性海底下的Pekeris模型进行研究。在柱坐标系下,考虑二维(r,z)下的点源激发声场,声场模型如图1所示。     

折叠纸盒锁底结构承载力实验研究

目的研究锁底结构形式对纸盒承载力的影响。方法选取3种常用的锁底结构(插口式、1-2-3锁底式、典型自锁底式)进行压缩试验和跌落试验。结果进行压缩试验时,插口式盒底被破坏时仪器显示的峰值为31.2 N;压缩试验无法破坏后2种锁底结构,因此采用跌落实验,获知1-2-3锁底式被破坏时砝码质量为180 g,典型自锁底式被破坏时砝码质量为205 g。结论综合比较得知,相较于插口式,典型自锁底结构和1-2-3锁底结构的纸盒承载力优势明显,典型自锁底结构表现最强。     

复杂环境下框-筒结构楼房内向折叠爆破拆除技术研究

通过对待拆框-筒结构楼房的周围环境和结构特性分析,采用"内向折叠"的爆破拆除方案.利用ABAQUS有限元分析软件对预拆除后建筑结构的稳定性分析,结合应力分布状况确定预处理方案.结果表明:立柱受弯矩较为明显,钢筋在最大拉应力作用下处于弹性工作状态;框架结构内应力合理,有向中心弯曲变形的趋势,结构处于稳定状态.爆破方案选取...     

可展开薄膜结构折叠方式和展开过程研究

薄膜材料广泛运用于太空可展开航天器,薄膜的折叠和展开分析是其中的关键技术。从树叶的仿生学出发,提出薄膜结构的几种折叠方式。建立弹簧-质点系统描述薄膜材料,模拟薄膜结构的展开过程。薄膜展开过程中薄膜不可避免地发生自身的接触碰撞,提出了自接触对的判别准则,采用罚函数法有效地解决薄膜自接触问题。分析了三种折叠方式的薄膜的展开过程,并进行比较,叶外折叠方式和Miura折叠法比较适合平面薄膜的折叠。     

小型波导传感器单元技术研究

本文提出用梯度有效折射率平面波导形成小型波导传感器的方案 ,对关键单元技术进行了分析和实验 ,给出了结构参数测量结果     

折叠结构的主从自由度分析

折叠结构在建筑和航天工业有着广泛的应用前景,已经引起人们极大的兴趣。本文利用主从自由度概念分析了剪式单元真实的力学模型,并推导了混合坐标下剪式单元的刚度矩阵和自由振动方程。最后,介绍了折叠结构和有限元分析软件SAP的接口程序的编制和功能。算例表明,该分析方法是正确的。