一种双频能量选择表面的设计

文中提出了一种能在两个工作频段对高功率微波进行自适应防护的双频能量选择表面,它由两个分 别加载了二极管和集总电容的开口谐振环构成,在C 波段(5. 4~6. 0 GHz)和S 波段(2. 6~2. 8 GHz)各产生一个信号 通带。当入射波的场强超过设定阈值时,二极管被谐振环上的感应电压导通,使得谐振环的谐振状态发生变化,两 个信号通带自动关闭,从而屏蔽高功率微波。通过表面电流和电场分布阐述了设计思路和工作原理。采用PCB 工 艺制作了样件并分别在弱场和高功率辐照下进行了传输系数的测量实验。仿真和实验结果具有良好的一致性,表 明双频能量选择表面在两个信号通带的插入损耗均小于1 dB,防护效果大于15 dB(其中C 波段的信号通带内防护 效果大于25 dB),能对高功率微波进行有效防护。     

基于电磁超材料的微波单向传输圆波导设计

微波隔离器是微波系统中不可或缺的器件,常见的隔离器都采用了铁氧体旋磁材料配合吸收负载实现电磁波的单向传输.这种器件虽然可以使电磁波单向传输,但是并不能改善能量的浪费问题,还增加了系统的复杂度.针对上述问题,本文基于电磁超材料设计了一种微波单向传输的圆波导,使用波导内壁涂覆折射率逐渐变化的材料来影响电磁波的传输特性,从而...     

过模弯曲圆波导模式耦合设计

基于耦合波理论,波导轴线采用常规圆弧弯曲和改进的正弦弯曲结构,对TE01—TM11模式变换器进行全面优化分析,计算中考虑了多模、反向波、金属壁所带来的欧姆损耗以及相位重匹配等因素.以正弦弯曲设计的Ka波段TE01—TM11模式变换器的转换效率达到99%,带宽超过32%,并得出常弯曲结构中波导半径、波导曲率、变换器长度和转换效率之间的关系.     

基于有源微波器件的动态调控型智能超表面设计

针对微波信号多频段宽带吸收与屏蔽的应用需求,在无源超表面基础上,对吸波频带和幅值动态可调的智能超表面进行了简要介绍.采用HFSS电磁仿真软件对智能超表面的动态可调性能进行了仿真,并分析了其动态调控机理及吸波特性,揭示了可变电阻调控对超表面吸波性能的作用规律,提出了基于有源微波器件PIN二极管加载的智能超表面设计方案.通...     

模式匹配法在波导无源器件设计中的应用与研究

本文主要研究了模式匹配法在波导无源器件设计分析中的应用,以分支波导和H面膜片为例,对其特性和散射矩阵的级联进行了详细的理论分析,并给出几种复杂波导无源器件的设计实例。     

衍射器件实现单模光纤与光波导低损耗耦合

提出了一种集成化衍射光学模式转换器。利用衍射光学器件(DOE)实现模式转换，消除模式失配，实现单模光纤(SMF)与光波导的低损耗耦合。DOE的相位分布由数值迭代相位恢复算法优化得到。在迭代算法中引入一种新的混和远场约束，达到很高的模式转换质量。此方案适用于任何波导结构。分别针对不同尺寸及不同折射率对比度的方形波导、薄膜波导和脊形波导进行了设计，耦合损耗均降至0.12dB以下。     

Ge/Si波导集成型APD器件的仿真分析

设计了一种Ge/Si波导集成型雪崩光电二极管(APD).器件采用将Si波导层置于Ge吸收层之下的结构,光经波导层进入吸收层只需一次耦合,降低了光的损耗,提高了光的吸收率和光电流.采用silvaco软件对器件的结构和性能进行仿真,结果表明:器件的雪崩击穿电压为-28 V,最大内量子效率达到89％,在1.15～1.60 μm范围内具有较高响应度,峰值波长位于1.31μm,单位响应度最高达0.74 A/W,3 dB带宽为10 GHz.     

加载能量选择表面的导航天线强电磁辐照响应研究

针对强电磁防护需求,研究了加载能量选择表面(ESS)的导航天线强电磁辐照响应。采用三维电磁仿真方式,分别分析了高空核爆(HEMP)、超宽带(UWB)以及高功率微波(HPM)辐照条件下,加载ESS前后导航天线端口输出波形。仿真结果表明,HEMP能量主要分布在几百兆以内,UWB能量分布在较宽范围内,在HEMP和UWB辐照下,加载ESS与否,天线端口输出波形均较低,难以损伤后端电路。HPM能量集中,瞄准导航天线频段时,加载ESS能够有效避免后端电路被损毁。     

波导光电器件的微波有效折射率——器件微波折射率

以波导电光调制器芯片结构为例 ,利用点匹配法计算调制器芯片的电场分布 ,从而计算调制器电极的微波有效折射率 ,由此提出了器件折射率的概念。进一步证明了当光电信号互相匹配时调制带宽可达 10 0GHz。     

阵列波导器件封装中机器视觉系统的光源分析与设计

为采用机器视觉实现对阵列波导器件的光路对准,需要设计合理的照明方式观测到阵列波导器件的光路.介绍了照明技术,通过实验比较了不同光源照明,最终发现采用平行光从背面进行照明才能观测到阵列波导器件的光路.按照明要求设计了一种新型的平行光源,通过对光源的光照度分布进行建模仿真,仿真结果显示在光照面积固定时,采用大焦距的透镜可以得到更均匀的光照度.实验结果显示,采用新设计的光源进行背面照明可以清晰观测到阵列波导器件的光路.     

一种大功率宽带毫米波波导滤波器

介绍了一种毫米波频段的大功率波导滤波器，综合出其四阶耦合矩阵，采用矩形波导膜片方案仿真设计，得到了中心插损小于0.3dB 的宽带波导滤波器。并对该滤波器在常压和真空环境下所能承受的功率进行了分析，试验结果表明该滤波器具有尺寸小，便于加工调试，可用于星载大功率环境的优点。     

微波功率模块高压电源的设计

介绍了一种微波功率模块高压电源的设计方案,分析了其工作原理,并详细介绍了零电压开关多谐振变换模式、高压变压器和高压整流器等关键电路的设计。该高压电源具有小型化、高密度、高效率、高可靠性等优点。实验结果证明了该高压电源的优越性和实用性,能满足微波功率模块发射机的要求。     

微波功率模块中高效率灯丝电源的设计

设计了可有效提高效率的小功率常规集成电源电路。在Pspice仿真的基础上，介绍了利用Magnetics Designer软件设计、优化高频变压器的方法，分析了合理选择开关管、输出整流管及RCD箝位电路参数的依据。通过实验测试，设计的灯丝电源在兼顾小型化的同时，满载效率达到92％。     

高功率平板波导激光器进展

详细介绍了平板波导二极管(LD)抽运高功率同体激光器的进展,分析了系统的优点和潜在的风险。具体讨论了接近式LD耦合方式、双包层波导结构和非稳腔的使用,以及梯形结构波导、集成被动调Q设计。激光介质包括Yb^3 ,Nd^3 和Tm^3 掺杂的YAG晶体材料。具有单片紧凑波导结构的激光器可以获得超过10W的激光输出,获得近衍射极限的激光束。将来可以实现100W以上的激光输出并在单片器件内集成更多的功能。     

高功率微波可变衰减器

介绍了高功率微波可变衰减器的设计和测量结果.刀形衰减器的衰减片由通水的聚四氟乙烯制成,利用槽波导技术和截止波导技术,降低了衰减器的漏能。衰减量的变化范围是0-10dB。在工作频段内除少数测量点之外，驻波比小于1.1，可以安全使用。     

高功率微波系统TM_(On)模模式识别器的设计

本文提出了用于高功率微波系统TMOn模模式识别的选模定向耦合器的设计方法，采用了调整波导尺寸、设置多组耦合孔、选择最佳耦合孔数等措施来提高耦合模的方向性和非耦合模的抑制度。     

高功率微波武器与天线（一）

自1973年前苏联用相对论返波管产生10 ns 400 MW的脉冲输出到2003年美国高功率电磁脉冲炸弹首次用于伊拉克战争,高功率微波武器的发展已近半个世纪,微波武器的概念目前尚未被大众所知。首先简要综述了高功率微波系统的组成、基本概念,以及高功率微波的发展历史、世界各国研究现状和高功率微波的基本效应、威力、对抗高功率微波的措施、研究中的安全防护、研究高功率微波的仪器、仪表、设备、方法及手段;最后分析了目前的水平和困难、高功率微波能量传输的极限及高功率微波武器的安全问题。     

高功率微波脉冲大气击穿及其对能量传输的影响

本文应用较宽范围的电子与大气中性分子相经作用参数研究了高功率微波脉冲的大气南穿;定义高功率微波脉冲的逃逸时间;分析传输能 密度与输入功率密度的关系。研究了大量参数对输出能量的影响。     

基于波导合成高效高功率密度Ku波段功放

提出了一种基于BB180波导电桥合成器与波导微带双探针相结合的Ku波段高效空间合成方案,波导合成实现了高效率,波导微带双探针结构实现功率模块的叠层安装,在Ku波段通过二者的结合实现了高功率密度。首先利用HFSS软件分析波导合成器和波导微带双探针模型,给出了仿真结果。在工程设计中采用GaN功率芯片构成放大器小模块单元,输出峰值功率25W。功放采用8个模块单元合成,在Ku波段合成饱和输出180W峰值功率(19%占空比),合成效率超过85%,附加效率高于25%,功率密度达到0.135W/cm3,实现了Ku波段微波高效合成与高功率密度输出。