沟道梯形慢波结构特性的研究

沟道梯形慢波结构是毫米波行波管的一种重要而实用的慢波结构型式。本文应用场匹配方法分析和计算了这种慢波结构的色散特性和耦合阻抗,结果与Karp的实测值基本一致。     

微带型交指线慢波结构的冷测特性分析

采用有限积分高频电磁仿真软件对微带型交指线慢波结构进行理论分析、结构设计和模拟计算。分析了交指线慢波结构的色散特性和耦合阻抗等冷测特性,并且对影响慢波电路特性的结构参数如交指宽度、交指厚度和交指长度对其冷特性的影响进行了仿真和分析,同时提出了两种改进的交指线慢波结构,并对其进行了冷特性的分析。结果表明:交指线长度和宽度对色散特性的影响较大,交指厚度的影响不大。而改进型的两种交指结构使得慢波电路的工作频带变宽,增强了耦合阻抗,电磁波与电子注的互作用得到了加强,能量的转换效率有了提高,对于交指线慢波结构的冷测特性有积极的影响。     

特殊多层结构中电磁波传播特性研究

对各向异性导体-介质-等离子体特殊多层结构中电磁波的传播特性进行了研究。通过理论推导得到了该结构中的色散方程;并通过计算机计算,给出了色散曲线。研究了该结构中是否存在金属网层对色散曲线的影响,证明了金属网层对电磁波的耦合作用,使慢波和等离子体表面波结合产生了慢等离子体表面波。分析了金属网角度、介质厚度和介电常数对色散的影响。     

W波段折叠波导慢波系统的尺寸对其冷特性的影响

分析了W波段折叠波导慢波系统的尺寸对其冷特性的影响,并利用电磁场分析软件MAFIA计算了不同金属材料折叠波导慢波系统在W频段下的功率损耗值、结果表明,影响其色散特性的主要几何参数是结构的几何周期和波导宽边值;影响耦合阻抗的主要几何参数是波导窄边值;影响功率损耗的主要因素是金属的电导率以及波导窄边值．     

W波段折叠波导慢波系统的尺寸对其冷特性的影响

分析了W波段折叠波导慢波系统的尺寸对其冷特性的影响,并利用电磁场分析软件MAFIA计算了不同金属材料折叠波导慢波系统在W频段下的功率损耗值.结果表明,影响其色散特性的主要几何参数是结构的几何周期和波导宽边值;影响耦合阻抗的主要几何参数是波导窄边值;影响功率损耗的主要因素是金属的电导率以及波导窄边值.     

0.24 THz带状注行波放大管交错栅慢波结构研究

大功率和宽频带是太赫兹放大器追求的两个核心指标,基于交错栅慢波结构的带状注行波管兼具两者,是一种非常有竞争力的太赫兹放大器.研究交错栅慢波结构的色散特性、耦合阻抗特性、传输反射特性以及注波互作用特性,通过优化结构参数以及引入介质衰减器,实现该管宽频带内的大功率稳定输出.仿真结果表明,该管在220～260 GHz的输出功率可达105 W以上.所做工作为研究宽频带和大功率太赫兹放大管奠定良好基础.     

四通道单交错Millitron慢波结构特性分析

用场论方法分析四通道单交错Ｍｉｌｌｉｔｒｏｎ慢波电路。推导出色散方程和耦合阻抗；通过数值计算，对多通道和单通道电路的色散特性和耦合阻抗进行了比较。     

105 GHz折叠波导EIO的研究和初步实验

采用折叠波导作为扩展互作用振荡器(EIO)的慢波谐振系统,对105 GHz EIO进行了系统的研究,包括慢波系统的色散特性和阻抗、起振电流随周期数的变化。设计了输出窗和电子枪结构,进行了PIC注波互作用模拟,EIO的模拟输出功率约26~50 W,频率约105.26~105.31 GHz。探讨了慢波系统的加工方式,加工了慢波系统、输出窗和电子枪结构,完成了初步试验,进行了相应的冷测和热测,测试了慢波系统的谐振特性、输出窗的传输特性以及电子枪发射性能和流通性。     

耦合腔慢波结构热特性仿真环境的设计

针对行波管慢波结构热分析的必要性,介绍了耦合腔慢波结构的热产生机理,结合ANSYS软件设计了可对不同类型的耦合腔慢波结构进行热特性分析的专用仿真环境。利用该仿真环境,用户可以在不掌握ANSYS软件使用方法的情况下对耦合腔行波管慢波结构的热特性进行模拟计算。     

矩形栅慢波系统的理论与实验研究

为了克服单模近似法在分析矩形栅慢波系统高频特性时的局限性,采用了一种新的方法,即在表示槽区内的场时,保留其高次项,表为一无限本征驻波之和的形式,利用场匹配法得到其色散特性,进而求得耦合阻抗。然后针对矩形栅慢波系统进行了数值计算,并分析了金属栅的几何尺寸对系统高频特性的影响,以作为器件设计的参考。设计出3cm、8mm波段的矩形栅高频结构模型,进行实验测量,得到的实验值与理论值符合良好。     

传输线多分支结构的阻抗匹配技术研究

阻抗匹配技术是高频电子电路设计的关键。因此,为了解决特殊结构传输线的阻抗匹配计算问题,该文在阐述传输线阻抗匹配的基本原理的基础上,给出了传输线多分支结构的基本特征。在深入分析了传输线多分支结构的信号传输特性的基础上,结合传输线零阶模型得到了多分支结构阻抗的匹配条件,并对比给出了仿真结果。该文还对传输线多分支结构模型中影响信号传输特性的主要因素进行了分析总结,进一步优化了传输线多分支结构阻抗匹配的解决方案。     

一种适用于空心电子束的慢波系统的理论

提出了一种新型同轴慢波系统——紧密缠绕螺旋线介质棒加载盘荷波导,解析推导了其色散方程和耦合阻抗的表达式,并给出了数值计算结果。结果表明:新型导波结构作为行波管的慢波系统,不但可使行波管具有相对较宽的频带,又可使其具有较高的耦合阻抗。     

一种毫米波宽带电磁偶极子天线研究

为满足毫米波无线通信系统的需求,研制了一种宽带毫米波电磁偶极子天线.该天线采用基片集成波导缝隙耦合馈电,抑制了表面波辐射,降低了传输损耗.采用电磁仿真软件HFSS进行建模仿真,分析了辐射贴片尺寸、馈电缝隙宽度和金属通孔半径对天线反射系数和辐射特性的影响,仿真给出了天线在28 GHz和32 GHz的E面和H面主极化和交叉...     

管桥耦合下管线悬索桥的动力特性和地震反应

为了研究管线悬索桥大直径管线和桥梁的耦合作用对结构动力特性和地震反应的影响,以澜沧江管线悬索桥为研究对象,利用有限元软件建立实桥模型,分析了管线悬索桥在管桥耦合作用下的动力特性,并研究了管桥耦合对桥梁地震反应的影响.结果表明,与未耦合时相比,管桥耦合作用下桥梁结构的自振周期较长,自振模态被激励的先后顺序发生变化;在地震波激励下,管桥耦合作用对管线悬索桥不同构件的受力和变形具有不同的影响,其中索塔顺桥向剪力和主梁横向位移均减小,主梁上弦杆轴力和竖向挠度均增大.在计算过程中考虑管桥耦合作用的影响能够比较真实地反映结构实际的动力特性.     

高频感应加热电源相位跟踪系统

针对感应加热电源工作在高频状态时,存在相位跟踪困难、工作功率小和工作状态不稳定等问题,采用基于TMS320F2812的高频感应加热电源的相位跟踪方法,使负载等效阻抗时刻处于弱感性状态,解决了感应加热电源工作在高频状态所遇到的问题.设计了功率MOSFET的驱动电路、电压和电流相位信号的采集与处理电路,给出了TMS320F2812处理负载电压相位信号和电流相位信号的方法和产生移相PWM信号的方法,最后搭建实验平台进行了实验验证.实验结果表明,所设计的相位信号处理电路能够快速稳定地向TMS320F2812发送电压和电流的相位信号,且延迟小;TMS320F2812可以生成移相PWM信号,其移相范围大、工作稳定.     

输流管道流体结构互动响应研究

基于充液管系轴向流固耦合振动4方程模型,研究了连接耦合、泊松耦合、摩擦耦合 3种形式对充液管道振动响应的影响。介绍了特征线法求解过程,并对水箱-直管-阀门(RPV)管系在阀门瞬间关闭时的瞬态响应进行了数值仿真计算。结果表明,流固耦合作用对充液管道振动响应有较大影响。3种耦合作用中,摩擦耦合影响较小,连接耦合与泊松耦合影响较大。针对气液两相流动,列举了常用的压力波速计算模型,优选了合适的波速计算表达式,分析了含气率对压力波速的影响,旨在为进一步研究气液混输管道流固耦合振动提供一定的理论指导。      

Design of and experiment on a bending hybrid ultrasonic motor with single driving foot

For the aim of miniaturization, this work chooses the third bending mode of beam as the piezoelectric actuator's vibration mode. By using the finite element method, the proposed motor is designed and analyzed. By modal analysis, the parameters of structure are designed. By harmonic analysis, the mechanic quality factor and electromechanical coupling factor of the proposed actuator are obtained. Based on theory and simulation, a prototype of the proposed piezoelectric actuator is fabricated. Impedance analyses are executed by the Agilent precision impedance analyzer. Mechanical output characteristics of the prototype are obtained experimentally. The maximal no-load velocity of the proposed motor is 735mm/s and the maximal output force is 1.1N.     

反激变流器共模干扰的建模与预测

以反激变流器为对象,分析共模干扰的产生与耦合机理,建立共模干扰耦合通路模型.该模型包含共模通路中无源元件的高频阻抗特性、有源元件在不同工作模态下的等效阻抗,以及变压器的分布参数模型.与变压器集中参数模型相比,分布参数模型能够准确地描述变压器中的高频寄生参数,具有更好的高频特性.在Matlab Simulink仿真软件中建立了共模干扰耦合通路仿真模型,并提取该反激变流器共模干扰耦合通路的等效阻抗.利用该共模干扰耦合通路模型可在整个传导频率范围(0150 ～30 MHz)内准确地预测反激变流器所产生的共模干扰,与接收机实测频谱的比较验证了该共模模型的准确性.     

8 mm带状注扩展互作用振荡器研究

研究了采用带状电子束的周期加载矩形扩展互作用振荡器,分析该结构的优点、色散特性和耦合阻抗,并利用模拟软件进行了冷腔分析。设计出了工作波长为8 mm的腔体结构,分析了工作模式为TM31模的场分布。按照冷腔设计结果进行了PIC粒子模拟,电压为19 kV、电流为3 A的带状电子束在纵向磁场为0.3 T的约束下与腔体中的TM31模电磁波互作用。模拟结果表明,电磁波的输出波频率为37.9 GHz,功率为3.5 kW,验证了在该结构中带状注与高次模互作用的设计思想。