四脊矩形波导的传输特性

应用有限元分析方法计算了对称四脊矩形波导TE模式的传输特性,即截止波长和场结构图传输特性。分析了传输特性随四脊矩形波导结构尺寸的变化关系曲线,得到脊间距越小,相对的截止波长越大。四脊矩形波导中主模的截止波长可随脊宽的变化而变化,在脊间距d/b一定的情况下,截止波长在s/a=0.4时比在其他尺寸时大。这些结果和计算数据将为四脊矩形波导器件的小型化提供指导。     

新型单脊矩形波导传输特性研究

文章利用亥姆霍兹方程的有限差分格式,研究了在新型单脊矩形波导中,脊在中心位置且几何尺寸变化时对传输特性的影响.计算了脊的尺寸变化时的截止波长λc和单模带宽B(λc/λc1),并给出了TE10和TE11模式的场结构图以及变形对截止波长和单模带宽影响的相应曲线.通过与传统单脊矩形波导的对比,指出了新型单脊波导传输特性的优缺点.     

一种用于谐波倍增回旋放大器的耦合腔互作用电路

该文提出了一种用于回旋管放大器的新型耦合腔互作用电路模型。基于Ansoft HFSS高频计算软件,分析计算了矩形波导TE□10模输入,圆波导TE○01模输出模式转换系数随几何参数和工作频率的变化关系,讨论了结构变化对模式选择和抑制的作用。HFSS的模拟计算结果表明,对TE□10到TE○01转换,TE○01模能够稳定工作,且能量转换效率最大可以大于97%,－3dB带宽最大可以大于327MHz,是谐波倍增回旋行波放大器的一种可选输入耦合结构。     

矩形波导主模传输特性及截面尺寸设计研究

本文从电磁波波动方程出发,利用图解法确定了矩形波导主模传输条件,通过综合分析主模传输功率容量及衰减特性,从矩形波导主模传输获得最大功率容量和最小衰减的角度,给出了截面尺寸设计的新方法,所得结果对矩形波导截面尺寸的设计与研究具有重要的参考价值.     

C波段差模耦合波纹喇叭

通过对波纹喇叭基本理论的分析,描述了波纹喇叭特殊参数(低频截止点、快慢波分界线、平衡混合条件、高频截止条件、短路条件)的表达式及特征。通过对波纹喇叭内差模临界截止点的分析,找到电流或者电压的波腹点,更准确地选定开耦合口的位置。为了使差模信号反射小,主要考虑了波纹喇叭的HE21模式与矩形波导的TE10模式匹配、耦合孔与矩形波导的匹配,以此为依据,选择矩形波导尺寸和耦合孔的尺寸。利用Ansoft软件建立一个C波段波纹喇叭差模耦合模型,仿真计算结果与理论分析吻合,实物测试结果也与理论分析一致,证明了这种设计理论在工程应用中是可行的。     

太赫兹过模传输线损耗研究

太赫兹波的频率较高,在波导传输中损耗较大。本文采用微扰法对太赫兹波在矩形波导和圆波导中传输时的损耗进行了理论分析,并对矩形波导与圆波导中不同频率,不同尺寸以及不同模式的衰减特性进行了比较,结果表明采用圆波导TEo。模传输可获得最小的衰减。     

X波段Si基片集成脊波导MEMS环行器

基于波导传输理论设计并制备了一款Si基片集成脊波导(RSIW)微电子机械系统(MEMS)环行器,该环形器以高阻硅作为衬底材料,采用高精度三维MEMS加工工艺制备而成。通过在基片集成波导(SIW)结构中添加脊梁结构,形成RSIW传输结构,使传输主模TE10模的截止频率比矩形波导TE10模的低,从而实现相同频率下更小的器件尺寸。同时,通过电磁仿真软件对射频匹配和磁场分布进行了精确的建模仿真,完成了Si基片集成脊波导MEMS环行器的仿真设计。制备了尺寸为6 mm×6 mm的环行器样品并进行了测试,结果验证了仿真设计的准确性,其工作频率为8～12 GHz,回波损耗大于20 dB,隔离度大于18 dB,插入损耗小于0.5 dB。实现优良微波特性的同时,相比于常规的SIW结构环行器尺寸缩小了20%左右。     

基于FDTD的E和H型源激励的矩形波导的截止频率和动态特性研究

为了研究矩形波导在不同模式、不同激励源时的动态传输特性,应用FDTD法,分析了激励源为电场源和磁场源时矩形波导中的截止频率和动态特性,得到了两种激励模式的幅频特性和瞬态图.结果表明,在源处使用不同性质的场都对相同模式的频率没有影响,同样可以激励起矩形波导的相同模式所有低阶模.这些结论将为波导的分析应用提供有益的参考.     

双模铁氧体器件的理论和设计(二)

根据非简并态耦合波方程，对充满磁化铁氧体的矩形波导双模旋磁传输效应进行了系统分析，解出了在各种磁化状态下的传输本征模式，讨论了本征模的极化状态。分析了矩形波导移相器的设计原理。     

铁氧体矩形波导双模传输特性的研究

根据非简并态耦合波方程，对充满磁化铁氧体的矩形波导双模旋磁传输效应进行了系统分析，解出了在各种磁化状态下的传输本征模式，讨论了本征模的极化状态。分析了矩形波导移相器的设计原理。     

矩形波导中电磁波传播特性仿真分析

采用有限元法对矩形波导中主模电磁波传输特性进行仿真分析,得出矩形波导中截止波长随波导横截面长边的增加而线性增加的结论.同时给出波导中色散曲线和场分布图.证明有限元方法简单可行,计算精度较高.对分析任意截面波导中电磁波的截止波长及场分布提供方法.其结果对隧道等有限空间的无线通信研究有重要的参考价值.     

一种磁耦合激励的圆极化滤波天线

提出了一种磁耦合激励的圆极化滤波天线。该天线采用磁耦合技术,实现了TEM模到TE10模的小型化转换,再经过矩形到圆波导的过渡,结合圆极化片的调节,获得向自由空间高效率转换的圆极化电磁波。在介质矩形波导中,引入了4个尺寸不同的耦合探针,通过对这些探针尺寸的调节,可以产生谐振和非谐振模式,获得期望的谐振频率、传输零点、滤波极点和谐振器间的耦合系数等,最终实现良好带外抑制的低频滤波天线性能。实测结果充分验证了设计的合理性。该设计思路对其他多级滤波天线也同样具有借鉴意义。     

横电磁波传输室谐振频率的有限元分析

采用三维有限元法分析了TEM传输室的高次模截止频率和谐振频率.在有限元分析软件ANSYS下进行了建模求解,提供了一种快速、准确求解TEM传输室谐振频率的有效方法.通过实验分析,证实了对场分布影响较大的第一阶谐振频率是TE101模,TE101模的谐振频率是TEM传输室的上限使用频率.     

微结构光子晶体光纤中的TE模传输

通过光子能带带隙和传输模式的数值模拟分析,研究了空芯和实芯微结构光子晶体光纤中,横电模TE作为基模传输的可能性,得出了TE模作为基模传输的基本条件为：只有当光纤包层第二禁带部分落在纤芯折射率分界线以上时,才能保证将光束缚在纤芯中传输,同时其传输的基模才是横电模TE;若在包层第一禁带,其传输的将是混合模HE11。     

5层金属包覆介质波导的模式特性研究

采用有限元方法(FEM)对具有复折射率的金属包覆5层平板波导和矩形波导的折射率及模场分布进行了求解并进行了定性的分析。得到了5层平板波导的模折射率随芯层厚度、缓冲层厚度和金属层厚度的变化关系;给出了等离子体表面模的模场分布演变,揭示了在缓冲层变化时等离子体表面波向普通TM模式及低阶TM模向高阶TM模的演变过程：计算了二维结构5层矩形波导的模折射率随缓冲层厚度、芯层厚度和芯层宽的变化关系。结果表明,在二维结构的金属包覆波导中存在多种等离子体表面模,在缓冲层的变化过程中其TM模同样存在模式转变过程。并给出了部分等离子体表面模的模场分布;在金属层的影响下,TM模式的模场分布受到扰动,并给出了受扰动的低阶TM模的模场分布。     

W波段回旋行波管输出结构的优化设计*

在回旋行波管的设计过程中,输出结构性能的高低直接影响到整管增益的高低以及输出功率的大小。采用切比雪夫渐变波导作为耦合输出段,通过对轮廓线的计算程序进行改进,将中心频率作为可变量进行了修正。仿真结果表明,长度为75mm改进后的切比雪夫渐变结构不仅能抑制工作模式向杂模TE02和TE03的耦合,还能有效减少工作模式的反射。在整个工作频段内,杂模TE02和TE03的耦合系数分别低于-33dB和-65dB,TE01模的反射系数低于-20dB,TE01模的传输系数高于-0.01dB。     

矩形波导TE10模场分布可视化教学研究

本文利用Matlab软件的图形技术对矩形波导中的TE10模的电磁场与管壁电流场的分布进行了动态仿真,将抽象的电磁场概念形象化、可视化,仿真结果与理论相符,这有利于学生理解抽象的电磁场在有界空间中传播的问题,提高学生学习兴趣,也可弥补电磁场与电磁波课程实验中的不足.     

任意截面波导的模式截面场的数值分析

给出了任意截面波导的传输特性的时域差分（FDTD）数值方法的一般分析方法,首次提出了用数值方法建立任意截面波导中各模式横向场分量截面场分布的方法,为证明这种方法的有效性,计算了常用空气填充的Ka波段矩形波导中主模（H10模）和一次高阶模式H20模的截止波长和Ey场分量,其与理论值的安全一致性表明所提出的方法是正确的。作为应用例子给出了一种新型的五边形波导的最低四个模式的传播常数及主模式和第一高次模的电场在波导横截面的场分布图。     

填充左手介质矩形波导的截止频率研究

提出用时域有限差分法(FDTD)分析填充左手介质矩形波导的截止频率,给出了直角坐标系下无耗均匀左手介质中的二维时域有限差分法(FDTD)的差分公式.用FDTD法分析计算了填充无耗均匀左手介质的厚度和折射率对矩形波导TE模截止频率的影响,并与右手均匀介质填充进行比较,结果表明二者对TE模截止频率的影响正好相反,展示了左手介质所具有的奇特的电磁特性.     

矩形波导中主模电磁波传播特性研究

矩形波导主模电磁波是波导传输中使用最多的模式。为了能深入了解其传播特征。从波导的截至波长入手,讨论了电磁波单模传播的条件。得出结论：主模传播需要电磁波波长和波导尺寸之间满足一定关系。推导出主模电磁波的场方程,利用该场方程,结合一定尺寸的矩形波导管,模拟出一定频率的主模电磁波分布图,进而总结了主模电磁波传播的主要特征。这...