0.42 THz-TE17, 4回旋管高效准光模式变换器

针对0.42 THz-TE_17,4模式回旋管研究了一种高效率准光模式变换器。该模式变换器由Densiov型辐射器、准椭圆镜和两个相位校正镜组成。采用了耦合波理论分析波导辐射器的工作机理,矢量绕射理论计算开口辐射器和反射镜面上的场分布,并运用KSA算法和相位解缠绕技术对相位校正镜面进行优化设计。通过编程计算得到的数值计算结果与软件模拟结果高度一致。结果表明从Denisov型辐射器辐出射的能量经过镜面系统聚焦校正之后,在输出窗处转化为标量和矢量高斯成分分别高于99.1%和97.3%的束斑,其能量转换效率高于97.4%。     

双频工作同轴双电子注回旋管的理论与实验研究

该文章研究双频工作同轴双电子注回旋管。数值计算和粒子模拟结果表明同轴双电子注回旋管可以同时工作在两个不同的频率,且由于两个电子注间的非线性耦合,高次回旋谐波所对应模式的功率显著增强。完成了双频工作的同轴双电子注回旋管的原理样管加工并进行了验证性实验,实验测得两个工作频率分别为0.11 THz和0.22 THz,输出功率20 kW,并提出了一种分离双频工作同轴双电子注回旋管中两个不同频率电磁波功率的方法。     

170 GHz兆瓦级回旋振荡管设计研究

该文基于广义传输线理论和电子回旋脉塞理论,考察模式谱、深入研究注-波耦合系数和不同模式的起振电流,选择TE_32,12模式为170 GHz兆瓦级回旋振荡管的工作模式。通过合理调整电子注工作参数有效抑制高次模谐振腔中的暂态模式,优化谐振腔的光滑缓变段来抑制寄生振荡模式。当电子注的横、纵速度比为1.3,引导中心半径为9.4 mm,电压为80 kV,电流为45 A,互作用磁场约为6.715 T时,该只优化设计的回旋振荡管在170.18 GHz频点输出功率超过1.8 MW,效率约为50%。此外,建立切合实际的电子注速度零散模型,讨论了速度零散对该只管子的性能影响。     

中国回旋管的发展计划(英文)

本文介绍在回旋管领域开展的研究工作及电子回旋谐振加热在中国的应用。同时,还报道在回旋管领域提出的新概念和取得的成果。     

太赫兹回旋脉塞的粒子模拟方法研究

分析了粒子模拟方法在模拟共形边界,特别是带此类边界的太赫兹回脉塞时引入计算误差的原因。给出了传统的共形网格差分算法的稳定性条件及两种通用的共形处理方法,并对两种方法的稳定性及准确性进行了分析。提出了一种新型的自适应共形网格剖分方法,该方法解决了共形网格的局限性问题。在有自主知识产权的全电磁粒子模拟软件CHIPIC上实现了该方法,并以一个圆柱波导验证了该方法的正确性。采用该方法模拟了工作于TE₂₆模式的频率为0.42 THz的回旋脉塞及HE₀₆模式0.22 THz准光腔回旋脉塞。     

220 GHz回旋管模式竞争分析和数值模拟

当回旋管的工作频率提高时,为了增大腔体的半径,通常选择高次模式作为工作模式,这时回旋管中可能存在模式竞争,该文采用线性理论及多模非线性理论分析了所设计的220 GHz回旋管振荡器中的模式竞争问题。编制了起振电流和多模非线性注波互作用计算程序,通过数值模拟计算出每个模式的输出功率对时间的变化情况,验证了回旋管中可能存在的3种平衡状态,证实了设计的合理性。     

渐变复合腔回旋振荡管高频场分析

从模式耦合理论出发系统地研究了回旋管中过渡渐变复合腔的高频场结构,并考虑了TM型寄生模式的影响。研究了诸多因素的变化对谐振频率、Q值以及纵向场分布的影响。研究表明,在θ为55°时,渐变长度为2-6个波长,频率约为35GHz的渐变复合腔,利用第一腔中的TE51模式的场对电子进行适当的预群聚,然后利用第二腔中的TE52模式的场与电子进行互作用,其互作用的效果会更好,有利于电子效率的提高。因此,我们便得到了渐变复合腔的较好的冷腔参数。     

两级回旋行波放大管非线性分析

对两级开槽回旋行波放大管注波相互作用进行了自洽非线性数值计算,详细分析了分隔段的长度,位置,以及第一级,第二级高频波导的工度对注波互作用的影响规律,同时还介绍了模拟了直流磁场,电子往速度离散对注波互作用的影响情况,电子注的运动为张轴大回旋运动。     

多机电力系统固定时间动态面高阶滑模控制

针对含有参数不确定性和外部扰动的多机电力系统,设计了静止无功补偿器(SVC)与发电机励磁的协调控制器.动态面控制(DSC)方法与高阶滑模控制方法相结合,并引入固定时间概念,不仅避免了反步法中存在的"微分爆炸"问题,同时保证了系统的收敛时间上界独立于初始状态;采用范数估计方法,在线估计模糊逼近器权重向量的范数,大大减轻了...     

共焦柱面准光谐振腔回旋管研究

推导了共焦柱面准光波导的传输方程,对采用共焦柱面准光腔作为谐振腔的准光腔回旋管进行了理论研究,数值计算结果与实验结果相吻合。结果证明,共焦柱面准光波导的模式间隔度大,通过调节镜面宽度可调节腔内各模式的衍射损耗,使腔体内仅有TE0n模式可稳定存在,进而提高波导内工作模式的分割度。利用共焦柱面准光谐振腔替代传统回旋管的圆柱波导谐振腔,可大大降低回旋管中的模式竞争问题。在该结构中,n=1, 3, 5…模式可有效地实现二次谐波工作。     

耦合Gerdjikov-Ivanov方程高阶孤子解的研究

基于Lax对方程和Darboux矩阵,利用广义Darboux变换推导了耦合Gerdjikov-Ivanov(cGI)方程高阶孤子解的迭代表达式.根据谱参数的实部和虚部是否相等进行了分类讨论,在选定谱参数的前提下,对方程解表达式中的自由参数进行取值,通过数值模拟得到二阶和三阶孤子相互作用的演化图,分析讨论了cGI方程高阶...     

3型FIR带通滤波器优化设计

研究了3型FIR线性相位滤波器的幅频特性与神经网络算法之间的关系,提出了该神经网络算法的收敛性定理,为神经网络训练中学习率大小的选择提供了理论依据.该算法有效避免了FIR高阶数字滤波器优化设计中求高阶矩阵逆的困难,为高阶FIR数字滤波器的优化设计提供了一种快速有效的设计方法.最后给出了FIR高阶数字滤波器的优化设计实例.计算机仿真结果表明了该神经网络并行算法在3型FIR高阶数字滤波器优化设计领域的有效性.     

110 GHz回旋振荡管高频结构优化设计研究

基于广义传输线理论,得到描述谐振腔和注-波互作用特征参数的一阶传输线方程组;编写了冷腔和热腔模拟程序。利用自编程序和专业电磁仿真软件对同一折线渐变结构谐振腔的特征参数做模拟计算,证实了自编程序的可靠性。在工作模式选用TE_22,6时,利用自编程序对两种110 GHz回旋振荡管谐振腔结构（折线渐变结构和圆弧渐变结构）中的模式纯度和注波互作用效率进行了模拟计算研究。结果表明,相对于折线渐变结构,圆弧渐变谐振腔的模式纯度可提高约4.7 dB,互作用效率提高约4%。在注电压96 kV,注电流40 A,互作用磁场约为4.41 T时,圆弧腔回旋振荡管在110.1 GHz输出功率超过1.9 MW,效率约为50%。     

3 mm低电压回旋管设计与模拟

设计了一种3mm低电压二次谐波渐变结构复合腔回旋管,采用二次回旋谐波工作可以在获得高效率的同时,降低工作磁场到基波工作所要求磁场的1/2,使磁场系统简单紧凑。选择工作电压为25kV,可以降低回旋管对绝缘的要求和供电系统的体积及重量;采用渐变结构复合腔控制模式竞争和提高效率;工作模式为低损耗的TE02/TE03模式,有利于连续波工作。通过对回旋管中谐振腔结构、模式竞争以及注—波互作用的研究,分析了高频结构特性、寄生模式的抑制和工作参数优化等问题,给出了模拟设计结果。     

单通道模式下的阴影压制方案设计

在各种复杂场景中,获得前景运动对象或者运动对象运动区域成为视频处理的必要过程,为解决前景对象的完整性问题,提出了一种快速而稳健的运动背景分割算法。该算法首先对视频图像进行预处理,然后将预处理后的三通道图像分成单通道HSV图像,并分别进行混合高斯建模,在此区域内进行阴影检测与去除,以得到较好的完整性,结合帧间差进行实时更新,实验结果以及与目前具有相关代表性方法的对比结果表明,所提出的算法具有良好的有效性和可靠性。