45°功率分割正交模变换器的分析

由于45°功率分割正交模变换器结构的对称性,输出端正交的TE10和TE01模功率分配理论上是等分的。但在HFSS仿真计算时,由于输出端方口径波导简并模的影响,得到的两正交模功率分配却不相等。为了解决仿真中的功率不等分问题,我们提出对输出端方口径进行微扰的方法,并对微扰孔的位置进行了探讨;分析了加工误差对功率等分性能的影响。     

X波段速调管功率合成输出结构研究(TE01模输出窗设计)

在对X波段高峰值功率微波源迫切需求的牵引下,该文为X波段高峰值功率速调管功率合成输出结构设计了一个工作在9GHz的TE01模输出窗,输出窗相对带宽大于7%,通带内插入驻波比小于1.2.此外,该文还建立了TE01模输出窗窗片稳态温度分布的计算方法.理论分析表明,该输出窗传输50MW的高峰值功率不会由于温升而出现窗片的破裂.     

非线性介质膜波导中高阶TE模的色散特性

用微扰方法对非线性波动方程求解,导出了各阶近似下非线性介质膜波导中高阶TE模的色散方程和截止波长。研究了高阶TE模的色散特性。计算结果表明,具有功率激发阈值的高阶模的一个传播功率可能对应两个不同的传播常数,具有光学开关的特性。     

光子晶体粗波分-模分混合复用/解复用器

提出了一种基于光子晶体的粗波分-模分混合复用/解复用器,可在光子晶体上实现波分-模分的一体集成.根据时域耦合模理论,该器件采用点缺陷微腔和波长选择反射微腔的结构实现滤波.根据横向耦合模理论,利用非对称平行波导的结构实现模式转换.应用时域有限差分法对其性能进行分析,仿真结果表明,该器件可以实现1 550nm TE0模、1 570 nm TE0模、1 550 nm TE1模和1 570 nm TE1模四个信道信号的复用和解复用,且具有较低的插入损耗(0.23 d B)和信道串扰(-15.21 d B),该器件在CWDM-MDM中有重要作用,对提升城域网的容量具有重要价值.     

一种X波段GW级TE21模耦合器的设计

针对目前高功率微波(HPM)传输与发射系统无法实现自跟踪的问题,引入TE21模耦合器,使HPM系统具备自跟踪能力。由于现有的TE21模耦合器应用到HPM中会面临功率容量的问题,为此设计一种X波段GW级TE21模耦合器,以探索其在HPM系统中的应用。仿真结果表明：设计的TE21模耦合器在9.0~10.0 GHz频率范围内,对TE21模的耦合度大于-0.5 dB,对TE11模的耦合度小于-40 dB,功率容量可达到GW量级。     

利用半导体可饱和吸收镜实现的全光纤被动锁模激光器

设计了包含半导体可饱和吸收镜(SESAM)、单包层高掺Yb增益光纤和光纤布拉格光栅(FBG)的全光纤激光器,实现了皮秒级,中心波长约为1064 nm,3 dB线宽约为0.4 nm,重复频率约为17.3 MHz的稳定的连续(CW)被动锁模脉冲输出。观察并分析了输出激光随抽运功率升高和降低的变化过程,升高过程中连续锁模启动时抽运功率阈值为50 mW,降低过程中能够实现稳定锁模的最小抽运功率为37 mW。随着抽运功率的加大,首先出现调Q现象。然后出现连续锁模,并伴有很小幅度的调Q现象。继续加大功率,脉冲会出现分裂;抽运功率越大,单脉冲分裂成的多脉冲越多,多脉冲调制越强。在较少脉冲演变为较多脉冲的过程中,会出现调制的不稳定性。当抽运功率足够大时.会出现多脉冲个数及峰值的不稳定现象。半导体可饱和吸收镜被动锁模会使输出激光谱线加宽,随着抽运功率的加大和锁模的加强,输出激光谱线逐渐加宽。随着脉冲分裂个数增多,单个脉冲脉宽变窄。在多脉冲调制阶段,外界微扰会对系统产生一定影响。     

激光二极管泵浦室温Tm,Ho:YLF微片激光器的实验研究

对激光二极管泵浦Tm，Ho：YLF平平腔微片激光器进行了实验研究。在室温下获得2μm连续激光输出，最大输出功率343mw，最大光-光效率为16．8％，斜率效率为21．8％。讨论了激光晶体的热效应以及激光模半径与泵浦光斑半径匹配对激光输出功率和输出光束质量的影响。     

单模光纤中模耦合微扰功率谱与偏振关系的研究

提出用测量光纤偏振耦合率来确定模耦合系数，从而得到耦合微扰功率谱与双折射关系。它给出了光纤拉制中微扰作用 的信息，是研制偏振光纤的一种有效方法。     

激光二极管泵浦室温Tm,Ho∶YLF微片激光器的实验研究

对激光二极管泵浦Tm, Ho∶YLF平平腔微片激光器进行了实验研究。在室温下获得 2μm连续激光输出,最大输出功率343mW,最大光- 光效率为16. 8% ,斜率效率为21. 8%。讨论了激光晶体的热效应以及激光模半径与泵浦光斑半径匹配对激光输出功率和输出光束质量的影响。     

降低光子晶体谐振腔Q值的方法分析

该文在分析计算金属光子晶体的正三角形晶格TE模式的色散特性、全局带隙分布图的基础上,针对金属光子晶体结构谐振腔Q值较高的问题,对降低光子晶体谐振腔Q值的方法进行了分析和设计。采用加载介质柱的混合结构和介质微扰两种方法分别对谐振腔的Q值进行有效的控制,并分析了两种方法对谐振腔模式选择性的影响。结果表明,两种方法都能在不改变谐振腔模式选择性和场分布的基础上有效降低Q值,而介质微扰的方法还同时清除了与TE04竞争的两种杂模,提高了模式选择性。     

（英）用于MW级回旋管的TE34,10模圆柱高频腔体设计

采用TE34,10-模式开展了140 GHz兆瓦级圆柱回旋管腔体的设计和优化,并分析了工作模的模式竞争情况。由于两个邻近模式TE33,10-和TE31,11+的竞争TE34,10-未能在高效率区稳定振荡,使得输出功率显著降低。为了抑制模式竞争计算了工作模和两个竞争模的滞回曲线,结果表明,TE34,10-能够在磁场由其低功率振荡区下降时对竞争模形成抑制,而在磁场由低到高时则由于竞争模的率先起振反而被竞争模所抑制。基于此设计了由5.59 T下降至5.51 T的时变磁场曲线,在此磁场下开展了包含42个模式在内的多模时域计算,结果表明竞争模式被有效抑制,工作模在此磁场曲线下能够稳定获得0.96 MW的稳定输出功率,对应的电子效率为36.7%,频率为140 GHz。     

HT—7托卡马克ECRH系统传输线设计

给出了用于HT-7超导托卡马克聚变实验装置的电子回旋共振加热（ECRH）系统大功率毫米波传输线的设计，该传输线将回旋管输出的频率为60GHZ，峰值功率200KW，脉冲宽度不大于100ms的毫米波传输数十米，在传输过程中将最初的TE02波转换为TE01波，再进一步转换至准线性TE11波，最终通过准光学天线将该毫米波以一定的角度发射到托卡马克等离子体中。     

大功率太赫兹回旋管的腔体分析与模拟

以0.3 THz回旋管为研究对象,对 TE06模回旋管腔体进行理论分析和起振电流的计算,以避免模式竞争的出现。对选取的电参数进行粒子模拟仿真,在10 kV和300 mA条件下得到 TE06模输出、平均输出功率为152 W及输出频率为299.5 GHz的模拟结果,并对不同磁场和不同电流情况下输出功率进行了分析,为太赫兹回旋管的研制提供参考。     

E- and H-Plane Bends for High-Power Oversized Rectangular Waveguide

A study is presented of theoretical and experimental results of E- and H-plane bends for high-power oversized rectangular waveguide having cross-section dimensions in the range between 1..5 and 2.5 free space wavelengths. It is expected that waveguides having these dimensions will be able to transmit 50 to 100 kW of average power at X-band without water cooling. The transmission of at least 5.0 MW of peak power at X-band without pressurization is also a design objective. Dimensions for bends having low-mode conversion loss were determined by numerical integration of the coupled transmission line equations. The dominant TE/sub 10//spl square/ mode and four spurious modes were considered in these calculations. The results obtained for both constant curvature and sinusoidally shaped E- and H-plane bends are presented. A compact H-plane constant curvature bend is described for which the ratio of centerline radius to waveguide width is equal to 1.48. The measured mode conversion loss to the TE/sub 20//spl square/, TE/sub 30//spl square/, and TE/sub 40//spl square/ modes for an experimental model having a width equal to 2.25 inches was less than -20 dB in the frequency range from 7.0 to 11.0 Gc/s.     

A High-Power S-Band Filter (Correspondence)

This note describes the measured performance of a high-power S-band "waffleiron" filter. Techniques for designing varying-impedance corrugated waveguide filters in rectangular waveguide have been available for some time [1 ]. If propagation is restricted to the dominant TE/sub 10/ mode, these filters have wide well-matched pass bands and wide high-attenuation stop bands. Unfortunately, the filters may have spurious transmissions in the stop band when power is incident upon them in other modes, such as TE/sub 20/ or TE/sub 30/, if the guide wavelength of these modes at the stop band frequencies is equal to the guide wavelength of the TE/sub 10/ mode at the pass-band frequencies of the filter.     

Field Patterns in Asymmetrical Double Groove Guide by Finite Element Method

The electromagnetic power coupling in asymmetrical double-groove guide is analyzed by finite element method (FEM) in this paper. The electrical field patterns of the dominant mode and the first higher-order TE mode have been presented. The electromagnetic field of the dominant mode is distributed with a concentration of energy in the wide groove region, while the electromagnetic field of the first higher-order TE mode is distributed with a concentration of energy in the narrow groove region. The results in this paper have important values in design of groove guide power coupler for millimeter wave applications.     

W 波段全带宽TE10-TE20模式转换器的研制

新一代W波段慢波结构行波管对波导TE10-TEn0 模式转换器的低损耗、宽带、转换效率等高性能方面提出了要求。 文中重点研究一款全W波段波导模式转换器的设计,实现E 面TE10 输入到H 面TE20 输出的模式转换,并结合高效率转换 结构,给出实际性能验证。首先,分析了波导TEn0 模分布特点,提出E 面功分结构、集成扭波导结构及H 面反相合成等单元 结构;其次,给出TE10-TE20 模式转换整体方案设计与电路优化;最后,结合H 面异相功分结构集成,基于计算机数控技术,实 现该W波段模式转换模块的制备,并完成三端口性能测试。实测结果表明,W 波段全带宽内(75 GHz~110 GHz),该TE10-TE20 模式转换模块输出端口功率分配比为-3.2 dB±0.2 dB,相位差为180°±2°,输入端口回波损耗优于-20 dB,且实测性能 均与仿真结果高度一致,验证了W波段宽带TE10-TE20模式转换器的高效率、低损耗、可行性及鲁棒性。     

1维方形掺杂光子晶体波导中缺陷模的色散特性

为了研究1维方形掺杂光子晶体波导中缺陷模的色散,采用特征矩阵的方法研究了1维方形掺杂光子晶体波导中TE波和TM波缺陷模的变化特征,得到了TE波和TM波的缺陷模随色散强度、色散厚度变化的结果。结果表明,色散强度和色散厚度都会对1维方形掺杂光子晶体波导中TE波和TM波的缺陷模产生明显的影响;利用TE波和TM波的缺陷模随色散强度、色散厚度的变化规律,可以有效地实现对1维方形掺杂光子晶体波导中TE波和TM波各传输模式的有效控制。     

用于回旋速调管的新型开放式球形谐振腔

作为毫米波、亚毫米波源的回旋速调管工作于W波段及以上波段时,如何提高输出功率和工作效率是回旋管研究的重点.对开放式球形腔TE谐振模式的特点进行了理论分析,并与圆柱谐振腔TE模式进行了比较,通过计算模拟对比了二者谐振腔的电场能量分布特点.与圆柱谐振腔TE021模式相比,在电子通过区域,开放式球形腔内TE102谐振模的高频...     

Field Patterns in Double Circular-Groove Guide by Finite Element Method

The electromagnetic power coupling in symmetrical and asymmetrical double circular-groove guides have been analyzed by finite element method (FEM) in this paper. The electrical field patterns of the dominant mode and the first higher-order TE mode have been presented. The electromagnetic field of the dominant mode distributes with a concentration in the two grooves and the region between grooves as well for symmetrical double circular-groove guide, while it distributes with a concentration in the groove with larger radius for the asymmetrical double circular-groove guide. The electrical field patterns of the first higher-order TE mode in symmetrical and asymmetrical double circular-groove guide are also presented. The figures in this paper have important values in design of circular-groove guide power coupler for millimeter wave applications.