矩形波导和带状线间孔耦合问题分析

文章根据矩形波导和带状线中的规一化电磁场表示式,对两种不同传输线间孔耦合问题作了分析,给出耦合孔位于波导宽壁上的耦合度公式,理论值和实验值之间具有良好的一致性.     

矩形波导单孔耦合的性能极限及带宽不等式

本文研究了两相互平行的矩形波导离散孔的宽壁耦合。得出了单孔(或孔对)在[u_1,u_2]频带间的性能极限,最佳耦合平稳度min(△C)和带内最小定向性的最大极限max(Dmin)的数学表述。证明了圆孔不能同时达到这两个极限。文中还给出了最佳单孔(或孔对)的条件式和带宽不等式。     

正交矩形波导复合耦合槽特性分析

两个正交矩形波导公共宽边上偏离中心线的耦合斜槽称为复合耦合槽。考虑波导壁的厚度，根据等效原理和缝隙口面切向磁场的连续条件建立一对耦合积分方程，利用矩量法进行求解，给出复合耦合槽的谐振长度、散射参量随缝隙和倾角、偏离波导中心线距离的关系曲线。     

正交矩形波导复合耦合槽特性分析

两个正交矩形波导公共宽边上偏离中心线的耦合斜槽称为复合耦合槽。考虑波导壁的厚度，根据等效原理和缝隙口面切向磁场的连续条件建立一对耦合积分方程，利用矩量法进行求解，给出复合耦合槽的谐振长度、散射参量随缝隙的倾角、偏离波导中心线距离的关系曲线     

矩形波导与微带线之间小孔耦合的分析

本文一般性地分析微带线与矩形波导之间的孔耦合问题。从等效的平行板结构求出了确定等效偶极子矩所需要的微带线的正交模型函数。对于轴线平行的传输线,组成T形接头的传输线和交叉波导耦合器,得出了耦合的表达式。理论结果证明,对于所研究的所有情况都与实验结果很一致。     

太赫兹矩形波导与共面波导耦合结构设计

太赫兹（THz）波位于微波与红外光波之间,现有微波和光波段波导技术应用正在向THz波段拓展。但是,由于水汽对THz波的强吸收及制造工艺等原因,THz器件主要是平面结构,而THz源及其传输需要用矩形波导。因此,矩形波导与共面波导之间的转换结构成为决定元件和系统性能的关键部分。该设计利用脊波导进行阻抗匹配及电磁场模式转换,实现THz波矩形波导到共面波导的高效率耦合。结果表明,在0.2~0.4 THz频段内,该转换结构的传输系数(S₂₁)高于?3 dB,可以对THz电磁场进行高效率转换。该结果可用于太赫兹分子探测、太赫兹通信等领域,为0.2 THz以上太赫兹的模式转换提供了一种可行方案。     

矩形波导CO_2激光器谐振腔耦合效率研究

为了实现波导CO_2激光调Q脉冲输出,需要搭建半外腔激光器以在谐振腔内插入Q开关。实验研究了波导纵横比m=2的半外腔矩形波导CO_2激光器的输出功率与谐振腔光学结构参数之间的关系,对比了平面反射镜紧贴波导口激光器的输出功率,得到谐振腔模式耦合进入波导口的损耗与谐振腔全反镜曲率半径R以及全反射镜至波导口的距离d的关系。基于菲涅耳衍射积分理论,采用变步长辛普森算法理论计算了m=2的矩形波导谐振腔耦合效率与R、d之间的关系。基于实验及理论结果,得到了适合高纵横比矩形波导CO_2激光器半外腔搭建的两个耦合效率较高的谐振腔光学及结构参数:d=10mm、d=R的位置,并且R越大这两个位置对应的耦合效率越高。     

任意形状矩形波导耦合窗的矩量法分析

本文针对任意形状矩阵形波导耦合窗进行了矩量法分析，给出了它们的散射参量和等效电路参量计算方法。在分析中，未对窗孔的几何形状加任何限制，所得计算公式及计算机软件适宜于分析矩形波导内各类感性耦合窗，容性耦合窗，谐振窗以及其他开有任意形状窗孔的波导膜片，用本文理论方法分析计算了若干波导耦合窗实例，获得了满意的结果。     

两个正交矩形波导耦合斜缝的等效参量

本文根据矩量法获得的缝隙口径场,介绍两个正交矩形波导公共宽边上中心斜缝的散射场和等效参量。考虑了波导壁的厚度,给出缝隙的散射场、散射参量、电压反射系数和等效阻抗。两个波导的尺寸可以相等或不等。计算了标准的X波段矩形波导(BJ100或WG16)的耦合缝隙等效参量,随倾角、频率和长度的变化关系,并与实验值进行了比较。结果表明两者吻合较好。     

输入输出电容对孔耦合同轴滤波器性能的影响

为了提高滤波器的电性能,研究了孔耦合两腔介质同轴滤波器的调试技术.理论上分析了耦合谐振器的频率和有载品质因数(Q)值与输入、输出电容的关系.采用介电常数εr=74的微波介质陶瓷制作了孔耦合两腔介质滤波器,通过观察反射系数(S11)波形讨论了输入、输出电容对滤波器性能的影响.结果表明,反射系数的波形和大小能直接反映出输入、输出电容的大小是否合适.最后制作出中心频率为902 MHz、通带带宽13.2 MHz、阻带衰减(f0士40 MHz)＞24.9 dB的带通滤波器.该调试技术对两腔以上介质滤波器的调试具有指导作用.     

一种E波段耦合微带线和矩形波导转换的设计

耦合微带线是毫米波中常用的一种平面传输线,其差模可以有效地减少电路间的耦合,并改善平面传输线的表面波问题,但耦合微带线不便于直接测试其性能。针对此问题,设计了一个耦合微带线和矩形波导的转换结构,能够将耦合微带线的差模转换成矩形波导的主模TE₁₀,同时具有很高的共模抑制。该转换结构在74～77 GHz附近的性能很好,驻波比在1.2以下,插入损耗小于1 dB。该转换结构可以用来测量差模馈电的微波器件和天线。     

开放腔通过渐变波导过渡段和矩形波导的耦合

本文绘出具有新型润合机构——渐变被导过渡段的开放腔耦合品质因数的计算方法。开放腔耦合品质因数的计算是基于不完全伽略金方法和边界点上半逆法的使用。计算值和实验值相比较，两者吻合得较好。     

一种基于磁耦合原理的毫米波矩形波导-微带过渡

提出了一种基于矩形波导内磁场耦合原理的波导-微带过渡转换电路结构,该结构利用矩形波导内E面微带基片上的环形金属条带电路、一段部分填充介质的内矩外矩的偏心同轴线,实现矩形波导和微带线两者主模之间电磁场的模式过渡转换,该转换电路具有插入损耗小、频带宽、结构紧凑、免调试等特点.用CST仿真软件,在Ka频段上对该过渡转换电路进行了仿真设计,实物测试结果表明:一对背靠背的该过渡转换电路,在29～40GHz的频段范围内,插入损耗S21小于1.2dB,回波损耗S11优于-15dB.     

电磁脉冲与开孔腔内PCB板级MSL间的耦合研究

因PCB上微带线(MSL)与外界电磁能量耦合而生成感应电流(Current),会对敏感器件造成耦合伤害。而目前对此研究的关注度不够,故以带拐角MSL的PCB板内置于开孔屏蔽腔为研究对象,以Current计算为主要切入点,进行多参数耦合特性计算。先建立相应数值模型并验证建模方法有效性后,外置平面波激励源,利用有限元法考察不同计算位置、有无屏蔽腔、MSL夹角大小及拐角补偿等参数变化对电流的影响。结果表明：直MSL上不同计算位置对Current影响不大,其数值都要比MSL弯折时要大,两者差值随频率增加而逐渐减小;谐振点处腔体抑制效果会被弱化甚至完全失效;MSL与电场E平行放置时,迹线需布成短线,MSL与电场E垂直放置时,迹线可布成长线;MSL宽度增加,电流数值会增加但趋势减缓。拐角补偿方法对提高信号完整性(SI)有效,但对降低电磁耦合作用有限。不会影响谐振点出现位置是上述多参数研究的共性结果。     

带孔柱形腔在谐振附近的孔耦合

本文研究了带孔柱形腔的近谐行为,指出了在腔内可能发生两类孔-腔谐振和自然谐振三种情况,其中以第1孔-腔谐振最为严重。文中给出了抑制孔-腔谐振的条件“ξ<1”,并对三米波段的带窄缝铜腔给出了数值结果,画出了场分布曲线。     

矩形波导衰减的测量

本文利用谐振腔反射现象测量圆波导衰减的概念,对矩形波导短样品的衰减进行了测试。本法要求的设备简单、操作方便。曾对0.76米,0.60米,0.22米和0.09米等不同长度、不同质量、不同加工方式的矩形波导样品进行多次测量。结果表明:测量0.1分贝的样品衰减时,随机误差约1.5％,总误差不大于10％。本方法可以分辨不同质量的波导样品。 文中提出了选定线路元件参数以保证所需测量准确度的建议,实验证明这样的选择是恰当的。此外,还利用标准片移式衰减器作了总体验证。     

光纤间光的耦合研究

使用简化为一维积分的数值方法计算分析了光纤耦合效率和接收光功率,为应用时的设计计算和测量数据的分析计算提供了一个准确方法。62．5／125多模光纤在高斯光强分布下的数值计算结果与实验测量结果的一致性表明,高斯光束可以较好地表示光纤光强的分布。对光纤耦合系数和近场范围内的光纤接收光强的测量数据的分析必须使用准确的方法计算,近似方法存在较大的误差。     

限制光学涂层性能的因素

本文评述了限制其性能的光学薄膜的某些特性,着重于薄膜材料与块状材料之间的差异。     

多面开孔腔体孔缝耦合效应研究

为研究任意入射角度平面波对多面开孔腔体的孔缝耦合效应,根据矢量分析和矩形波导内场强分布对等效传输线法进行了改进,计算了多面开孔腔体内任意位置的屏蔽效能。将改进等效传输线法计算结果与CST仿真结果、实验测量结果进行比较,验证了改进等效传输线法的正确性,相比数值计算方法,改进等效传输线法所需计算时间和内存更少。采用改进等效传输线法对相同体积不同尺寸的多面开孔腔体的屏蔽效能进行了研究,结果表明:在相同体积下,腔体为正方体时的屏蔽效能和其他尺寸腔体的屏蔽效能基本一致,但是正方形的屏蔽效能极小值点大大减少,从而减少了电子设备受电磁干扰的几率。     

矩形波导不连续性的有限元分析

本文应用Gelerkin有限元法对矩形波导H面和E面不连续性问题进行了研究,编制了一个通用的计算机程序.对矩形波导H面弯曲、E面弯曲以及T型结头进行了计算机辅助设计,理论计算与测试结果吻合很好,证明了本文方法的正确性.