E波段折叠矩形槽波导行波管的研究

分析了一种适用于E波段81~86 GHz空间行波管的新型慢波结构——折叠矩形槽波导.折叠矩形槽波导来源于传统的矩形槽波导,将E面沿其纵向来回弯曲而形成.利用电磁场仿真软件Ansoft HFSS设计优化并最终确定了E波段折叠矩形槽波导的关键几何尺寸.同时,模拟仿真出了折叠矩形槽波导在中心频率f=83.5 GHz处的耦合阻抗沿x和y方向上的变化趋势,得出其可通过加载带状电子注获得更高的平均耦合阻抗.利用CST粒子工作室模拟得出:折叠矩形槽波导行波管在中心频点83.5 GHz处输出功率为210 W,电子效率达到8.05%.     

任意曲线槽波导色散和损耗特性的高次有限元分析

本文用高次有限元法分析了任意形状槽波导的色散和损耗特性.该方法的有效性和可靠性由实验和其它计算结果所证实.文中对诸如矩形、三角形、抛物、椭圆和余弦等形状的槽波导进行了系统的研究.计算结果表明,不同形状槽波导具有相近的色散特性,但损耗相差很大,其中V形槽波导损耗最小,大约是矩形槽波导的一半.文中给出的曲线可供设计槽波导元件和电路时参考.     

任意曲线槽波导色散和损耗特性的高次有限元分析

本文用高次有限元法分析了任意形状槽波导的色散和损耗特性。该方法的有效性和可靠性由实验和其它计算结果所证实。文中对诸如如矩形，三角形，抛物，椭圆和余弦等形状的槽波导进行了系统的研究。计算结果表明，不同形状槽波导具有相近的色散特性，但损耗相差很大，其中Ｖ形槽波导损耗最小，大约是矩形槽波导的一半。文中给出的曲线可供设计槽波导元件和电路时参考。     

用有限元法分析任意截面槽波导

用有限元法分析了任意形状槽波导。在槽波导开放端口引进了吸收边界条件。对矩形槽波导、Ｖ形槽波导、圆形槽波导的分析表明，计算结果与实验值以及其它方法得到的结果有较好的吻合。     

曲折矩形槽波导慢波系统的高频特性

对曲折矩形槽波导新型慢波系统的高频特性进行了研究，通过理论分析和数值计算，得到了它的色散曲线和耦合阻抗，并分析了结构参数变化时对色散特性和耦合阻抗的影响。曲折矩形槽波导结合了曲折波导散热能力强、色散特性好、容易加工和矩形槽波导单模工作、低损耗、大尺寸等优点，因此这种新型的慢波系统有可能在毫米波及亚毫米波段的行波管中具有较好的发展前景。     

W波段V型曲折矩形槽波导行波管的模拟研究

分析了一种新型慢波线-V型曲折矩形槽波导慢波结构,利用电磁仿真软件CST及HFSS对其高频特性进行了模拟计算,并在此基础上设计了工作在W波段的V型曲折矩形槽波导行波管的互作用结构.利用CST粒子工作室对其注-波互作用特性进行了模拟分析.结果表明:W波段V型曲折矩形槽波导行波管能够有效放大微波信号,且频谱纯净.     

新型慢波系统毫米波行波管研究

研究了三种新型的曲折波导慢波系统,分别是曲折双脊波导、脊加载曲折波导和矩形槽加载曲折波导。给出了其高频特性的理论和仿真结果。然后介绍了基于常规曲折波导和脊加载曲折波导慢波系统的Ka 波段行波管的实验结果。     

圆形—矩形双槽波导结构的进一步研究

本文对圆形-矩形双槽波导结构进行了进一步的讨论,推导出了该结构在二级近似条件下的特征方程,提高了分析精度。     

矩形波导到圆波导模式变换器的优化设计

在圆形槽波导微波毫米波器件中,常遇到矩形一圆形槽波导的模式变换问题,而矩形一圆波导模式变换是矩形一圆形槽波导模式变换的重要组成部分。本文应用有限元方法,首先由分析N端口波导结问题过渡到两端口的矩形一圆波导模式变换器,然后针对现有模式变换器的圆端口面的电场极化方向倾斜的问题利用加圆波导段的方法进行了优化,并设计了一个新的反射微小,结构紧凑和电场极化方向竖直的矩形一圆波导模式变换器．计算结果满足了设计要求。     

双模基片集成波导腔体的研究及其在带通滤波器中的应用

提出了基于双模谐振腔的基片集成波导带通滤波器的设计,用矩形腔体中的TE_(102)和TE_(201)模式来构建通带。在传统双模谐振器分析的基础上进行研究,利用加载在腔体中心的槽线来扰动简并模,单通带和双通带性能可以通过调节槽线的长度来进行转换,并给出了对以上的功能转换的解释和说明。设计了单通带和双通带两种基片集成波导滤波器,并进行了仿真和测试,测试结果和仿真结果有较好的吻合度。     

Analysis of Complex Dielectric Phase Gratings by Hybrid FEM-Gaussian Mode Expansion Technique

Hybrid technique of finite element method (FEM) and Gaussian mode expansion method is implemented for the analysis of transmission property of dielectric phase gratings used in holographic power combining systems. It takes advantages of the versatility of FEM and the simplicity of the mode expansion method. Apparently, this hybrid method is well suited for the analysis of phase gratings with complex profiles, which provide more degrees of structural freedom than those of classical rectangular groove gratings. The transmitted fields of an array of two and three fundamental Gaussian beams through the multi-stepped and curved gratings are calculated by the hybrid method. Numerical results show that much less phase distortion can be fulfilled for the reconstructed pseudo-plane wave by the modified phase gratings, especially the curved ones. This is advantageous for improving the combining efficiency in spatial millimeter wave and sub-millimeter wave power combining systems.     

集中质量对不对称波形成的影响研究

采用Rayleigh-Ritz法初步计算了集中质量对四边简支边界条件下的矩形板振型的影响，由计算结果绘制了矩形板的前两阶振型，并采用有限元法与计算结果进行了对比。分析表明，附加质量能导致波形的不对称且此不对称的振型波形主要是由两相邻阶的模态耦合而成，为压电驱动中不对称波的形成与使用的进一步研究奠定了基础。     

矩形波导E面不连续性的DDM/FEM分析

应用区域分解法(DDM)结合有限元法(FEM)分析矩形波导E面不连续性问题,将原求解区域分解为若干个非重叠的子域,在子域的虚拟边界上采用吸收虚拟边界条件,以保证相邻子域间的波传播。分别计算了矩形波导中加载双金属膜片和双介质柱时的散射系数,结果与有关文献一致。采用这种技术,大大地减少了对计算机内存的需求。     

波导传播特性的二次FEM方法分析研究

介绍二次有限元法分析波导本征值问题的基本原理和计算过程,编制相应的程序,实例计算了矩形波导的截止波长,并与理论值进行比较,所获得的计算结果与相关文献中所报道的数据吻合较好,表明该方法的有效性和程序的正确性。而且在此基础上计算了几种背脊波导的截止波长,单模带宽,画出了波导的场结构。这些结果和计算数据将为背脊矩形波导器件的小型化提供指导,对工程设计具有一定的实用价值。     

圆形槽波导到矩形波导结的有限元分析

设计基于圆形槽波导的元件经常会用到圆形槽波导到矩形波导结.应用有限元法(FEM)分析了N端口波导结.采用完全匹配层(PML)将槽波导的开放边界截断为有限区域,然后对圆形槽波导到矩形波导结的散射特性进行了数值计算,得出的散射参量为圆形槽波导振荡器输出结构的优化设计提供了依据.     

Radiation characteristics of cavity backed aperture antennas infinite ground plane using the hybrid FEM/MoM technique and geometricaltheory of diffraction

A technique using the hybrid finite element method (FEM)/method of moments (MoM) and geometrical theory of diffraction (GTD) is presented to analyze the radiation characteristics of cavity fed aperture antennas in a finite ground plane. The cavity which excites the aperture is assumed to be fed by a cylindrical transmission line. The electromagnetic (EM) fields inside the cavity are obtained using finite element method (FEM). The EM fields and their normal derivatives required for FEM solution are obtained using: (1) the modal expansion in the feed region and (2) the MoM for the radiating aperture region (assuming an infinite ground plane). The finiteness of the ground plane is taken into account using GTD. The input admittance of open-ended circular, rectangular, and coaxial line radiating into free space through an infinite ground plane are computed and compared with earlier published results. Radiation characteristics of a coaxial cavity-fed circular aperture in a finite rectangular ground plane are verified with experimental results     

An efficient full-vectorial finite-element modal analysis ofdielectric waveguides incorporating inhomogeneous elements acrossdielectric discontinuities

A new vectorial finite-element method (FEM) free of spurious modes is proposed for analyzing optical waveguides with sharp corners in the cross section. The method is formulated in terms of the transverse field components H_x and H_y or E_x and E_y , and it explicitly shows the relationships between the semivectorial and the full-vectorial wave equations. In this method, we introduce the distribution concept and an inhomogeneous element to describe the field across the dielectric interface, and the error in the numerical solution caused by the dielectric discontinuity is reduced. We show how the width of such inhomogeneous elements and the number of nodes would affect the numerical result and its convergent rate using the dielectric-loaded rectangular waveguide, the channel waveguide, and the rib waveguide as analysis examples. For the dielectric-loaded rectangular waveguide, we compare our results with the exact solutions. For the rib waveguide, we compare our results with previously published data based on other methods. Also, field convergence near the corners is discussed     

矩形微带贴片天线的谐振频率

本文采用有限元法对有短路销钉的可调频薄基片矩形贴片微带天线的谐振频率进行计算,其计算结果与实验结果相当一致,该方法原则上适合于多个短路销钉置于任意位置的情形,可能是处理带短路销钉微带贴片天线的最有效的方法。     

可调频矩形帖片天线的研究

本文首次采用有限元法对有调谐销钉的可调频薄基片矩形贴片微带天线的谐振频率和输入阻抗进行了计算,谐振频率的计算结果与实验结果符合很好.该方法原则上适合于任意数目调谐销钉置于任意位置的情形.可能会是处理带调谐销钉的最有效的方法.     

LiNbO3光纤型行波光调制器的有限元分析与设计

文中提出一种新型的LiNbO3行波光调制器——LiNbO3矩形光纤型行波光调制器,它用LiNbO3晶体光纤代替传统的LiNbO3波导,耦合效率高,调制带宽达500GHz,能保证很好的阻抗匹配和小驻波比。文中采用有限元法对调制器的尺寸形状进行模拟分析,并进行了优化设计,得到了最优化尺寸及其主要性能指标。最后,探讨了双电极LiNbO3矩形光纤型行波光调制器的制作工艺。