S波段盒型输出窗击穿原因的电磁分析

通过对实验过程中炸裂的S波段盒型输出窗观察和X射线光电子能谱检测,结合软件对窗内电磁场分布模拟以及电磁机理的理论分析,探讨高平均功率输出窗电击穿的物理原因,研究窗中高次模式电场对微波功率损耗、功率流方向以及输出窗电击穿的影响。结果表明,存在于窗片表面的TM11模可能降低输出窗的电压和平均功率承受能力。     

具有渐变波导的W波段输出窗仿真与实验研究

设计了一种具有矩形波导-圆波导渐变波导的盒型输出窗,模拟分析了其驻波比(VSWR)特性和谐振模式分布情况,研究了该输出窗的介质窗片厚度、介质窗片直径、圆波导长度和渐变波导长度结构尺寸对VSWR特性的影响规律。结果显示,介质窗片厚度对VSWR的影响最显著。热力学分析表明,当传输1 kW功率时,该输出窗的最高温度为60.6℃,最大应力仅为35 MPa。研制并实验测试了该W波段输出窗一支,结果表明,其驻波比-频率曲线分布规律与模拟结果一致,93~97GHz频带内的VSWR小于1.38,S_(21)大于-0.1 dB。     

Ka波段高功率回旋行波管输出窗的优化设计和功率容量的研究

利用场匹配理论建立传输级联矩阵的方法对高功率Ka波段双窗片结构输出窗进行分析优化计算,再通过高频电磁软件HFSS进行验证,设计出了相对带宽大于11%的双层窗片输出窗。用HFSS与有限元分析软件ANSYS协同仿真的新方法对双窗片输出结构进行热分析,研究了Ka波段回旋行波管工作模式分别为TE01和TE11两种不同模式时双窗片结构输出窗在不同频点的功率容量。研究表明:工作模式为TE01时输出窗片的功率容量比工作在TE11模式下大约高8 k W。     

S波段注入锁频磁控管能量输出器研究

针对现有大功率连续波注入锁频磁控管的输出结构插入损耗大, 功率容量低的局限, 本文提出了一种S波段大功率锤状能量输出器, 并给出了其设计原理。利用CST微波工作室对该结构进行仿真验证, 并将其与传统柱形输出结构进行了对比分析。在2.4~2.5 GHz范围内, 新结构的插入损耗大于-0.002 d B, 远优于传统柱形结构。CST仿真显示, 球半径与陶瓷窗厚度对其传输性能影响较大。将能量输出器与磁控管连接进行仿真, 磁控管正常起振, 输出频谱较好。最后, 对窗结构做了热分析与应力分析, 在输入功率为30 k W时, 最大温升27℃, 最大应力156.759 MPa, 最大形变为0.010 mm。该能量输出器具有良好的传输特性与机械性能, 可以满足工程需要。     

W波段宽扩展互作用速调管谐振系统研究

针对在高频率、高效率、低磁场以及低电压工作方面具有自身独特优势的扩展互作用速调管(EIK)谐振系统进行了研究,主要目的是在保持其已有优势的情况下增加带宽.在EIK谐振系统研究的基础上,通过优化慢波结构和谐振腔来达到增加其带宽的目的.在此基础上完成了带宽为2.8 GHz,工作在2π模式的宽带EIK谐振系统设计.     

W波段带状注扩展互作用速调管三维MAGIC研究

带状注扩展互作用速调管通过采用宽高比值很大的带状电子注来降低空间电荷效应,采用多间隙结构来增加功率容量,是一种高频率、高功率的微波真空放大器件。本文利用CST Microwave Studio与MAGIC设计了2π模W波段带状注五间隙扩展互作用谐振腔,重点研究了五间隙谐振腔关键结构参数对谐振腔特性阻抗与谐振频率的影响,并对器件稳定性与带状注双腔速调管注波互作用特性进行了三维MAGIC仿真与分析。最后,在电子注电压为19.5 kV,电流为3.5 A时,获得大于8 kW的输出功率、23 dB左右的增益。     

圆柱滚子电磁推进装置仿真与推进实验分析

在圆柱滚子双盘直槽研磨加工中,为提高滚子的加工效率,满足滚子连续进料的要求,设计了一种将电磁能转化为机械能的电磁推进装置,将它运用到圆柱滚子的研磨加工送料中。对圆柱滚子电磁推进装置的结构设计,通电状态下磁场的分布、磁场运动情况进行理论分析后,利用ANSYS Maxwell电磁场仿真软件对装置的二维模型进行仿真,查看磁场的分布及运动情况,并得出在不同电源激励条件下各滚子受力及整列滚子受力情况。仿真结果表明：装置通电后,内部会产生沿其轴线方向作周期性运动的行波磁场,并能够向滚子提供方向一定、大小可调的电磁推力,可以满足滚子研磨加工中连续推料的要求。随着电源电压和频率的增大,电磁推力也增大,推力调节方便。搭建了圆柱滚子电磁推力测量实验平台,对比了相同激励条件下仿真和实验所得电磁推力。实验结果表明：滚子受到的电磁推力随电源电压和频率的增加而增加,在相同的激励条件下,实验测得结果与仿真计算结果接近,验证了仿真结果的准确性。该装置可以实现滚子连续进料,具有较大的实际应用价值。     

声纳输出的弱目标信息提取方法仿真分析

针对存在艇外平台强干扰的情况,对波束域MVDR（b-MVDR）和后置波束形成干扰抵消器（PIC）的弱目标提取能力进行了仿真分析。考虑到艇外平台与目标往往处于同一波束的实际情况,提出首先采用密集波束形成,再进行弱目标提取的方法。仿真结果表明：对艇外平台与目标处于同一波束的情况,PIC的目标分辨能力更强;在干扰较强时,PIC方法表现出更强的弱目标提取能力,但随信干比的增加其能力不断降低;而b-MVDR方法则在各种信干比下均具有良好的性能。     

W波段平面线形排列多注分布作用管谐振腔的研究

通过三维仿真软件CST-MSW建立了平面线形排列的多注分布作用速调管五间隙谐振腔的物理模型,获得了结构参数对腔体的场形、特性阻抗等相关冷参数的影响.在工作模式频率相同的情况下,对平面线形排列的多注分布作用速调管五间隙腔体和带状注速调管传统的哑铃型五间隙腔体参数进行了对比分析.研究表明,平面线形排列的多注分布作用速调管谐振腔具有结构稳定、有效互作用阻抗高等优点.同时还发现在一定频带范围内这种平面线形排列的多注分布作用速调管谐振腔具有较少的非工作模式,这对实际工程制管具有重要指导意义.     

弥散供氧的实验及仿真研究

为了解弥散氧在不同面积房间内的分布情况,从实验与仿真两个方面针对2个不同面积的房间分别采用不同流量的制氧机对比验证房间内氧气浓度随时间的变化规律。由此验证了Scflow V2020的流体分析仿真模型对不同面积房间的制氧机选型具有指导意义。     

光致导电FSS用于红外光学窗的仿真与实验

提出将光致导电FSS用于红外光学窗, 利用其光照导电特性改变FSS导电区域尺寸, 实现带通频段的调控。以方孔型FSS为例进行仿真, 结构尺寸变化前后中心谐振频率分别为13.2、14 GHz。采用镀膜及光刻工艺按设计参数在蓝宝石基底上制备光致导电FSS并测试, 结果显示:配比为CdS:CdSe (1:1~5:1)、掺杂Cl^-:In³⁺:Cu²⁺ (3.6:2.6:1.3) 的光致导电膜对600 nm的可见光敏感度最高;平均光功率200 mW/cm²的光照射前后中心频率从13.1变为14.2 GHz;该样件与只有金属FSS的蓝宝石样件相比, 红外透过率降低约4%, 与FSS表面占有率对红外透过影响计算结果一致。证明了光致导电FSS用于红外光学窗的可行性。     

双金属爆炸焊接窗口计算机仿真

文章根据爆炸焊接窗口理论及实验分析,开发了"爆炸焊接窗口仿真系统(EWW1.0)",通过该系统可以实现各种双金属爆炸焊接窗口曲线的计算机仿真.在双金属爆炸焊接实际工程中,应用该软件对于确定合理的工艺参数具有很好的指导意义.     

蓝宝石输出窗的成功封接

基于多弧离子镀技术,结合特殊的封接结构和工艺技术,成功地实现了蓝宝石输出窗的真空气密封接.通过试验,证明封接的蓝宝石输出窗具有良好的真空气密性能、抗热烘烤冲击能力、较好的抗拉强度.这一成功为我国发展高功率和高频率真空微波、毫米波器件奠定了基础.     

气动效应地面模拟装置光学窗口设计与评价

气动热效应地面模拟装置是航空载荷成像性能地面检测设备的核心部分。本文设计了一种光学窗口用于气动热效应地面模拟装置,使用理论计算与模型仿真相结合的方式,严谨地阐述气动环境下光学窗口的设计理论。首先使用计算流体动力学理论(Computational Fluid Dynamics,CFD)进行仿真,计算给定条件下的气动压力和温度值,给出最严苛的条件值;然后根据经典强度理论和断裂力学理论,提出光学材料加工工艺要求,并设计窗口满足安全使用要求的厚度;最后依据流固热耦合仿真分析,验证设计的合理性,并依据导致载荷光学成像质量下降程度的变形量优化窗口的厚度。     

相变窗传热特性实验研究

本文采用熔融共混法制备十四酸(MA)-十六醇(HD)二元有机复合相变材料,利用差示扫描量热仪(DSC)确定了复合相变材料的相变温度和相变潜热。相变温度为35.5℃,相变潜热为218.23 kJ/kg,经过300次热循环实验,结晶温度变化在0.2℃以内,热稳定性良好。利用高低温交变试验箱模拟夏季室外温度变化(变化范围18~58℃),测试了双层窗与相变窗内外表面温度随环境温度的变化特性。结果表明:相变窗外表面温度峰值较双层窗降低5.9℃,相变窗内表面温度峰值较普通双层窗降低0.6℃,温度持续稳定100 min,整个测试过程中相变窗控温效果明显。相变窗较双层窗具有良好的负荷转移能力。     

液压成形同步冲孔工艺仿真分析及试验

对液压冲孔过程进行分析,介绍了液压成形同步冲孔的工艺原理,分析了不同类型液压冲孔的特点和应用范围。采用有限元分析方法,建立了液压冲孔仿真有限元模型,并对冲孔过程中应力分布和应变变化情况进行分析。在此基础上,进行液压冲孔工艺试验,把工艺试验结果与有限元分析结果进行比较。结果显示,液压冲孔仿真分析与工艺试验呈现相同的变化规律,仿真分析能够较好预测实际冲孔过程。     

PCB板静电放电的仿真分析

为了研究静电放电对PCB板的影响, 建立了PCB板静电放电的三维模型, 利用CST微波工作室对PCB板的静电放电进行了仿真, 分析了PCB板空间电磁场的分布、表面电流分布及它们随时间的变化情况。仿真结果表明, 直接接触放电将会产生强电场、高电压、瞬时大电流及磁场脉冲, 静电电流的传播路径主要是沿着电路布线路径传播或沿着器件边缘及管脚回路传播, 静电放电对PCB板的损坏主要集中在PCB板的元器件的管脚、芯片及边缘处。     

铝粉烧结锥形件压扭成形模拟及实验研究

以铝粉烧结锥形件为研究对象,应用DEFORM软件对其压扭成形过程进行了三维有限元模拟,获得了成形过程中相对密度、等效应变、速度场的分布规律,并在模拟的基础上进行了相关实验研究。结果表明压扭工艺可以成形出近乎致密的铝粉锥形件。     

PPLN谐振倍频外腔输出模场的模拟研究

为了探究PPLN外部谐振倍频腔的输出模式,从菲涅尔-基尔霍夫衍射积分公式出发,采用快速傅里叶变换法(FFT)和Fox-Li迭代法数值模拟高斯反射率圆形平凹倍频腔输出基模的场强分布、相位分布和光束质量M2因子,同时与圆形双凹倍频腔做了比较.计算结果表明,两类倍频谐振腔输出塞模均为高斯分布,腔长变化对两类倍频腔输出光束质量...