阶梯加载矩形波导栅慢波系统的研究

提出了一种新型的毫米波行波管慢波结构———阶梯加载矩形波导栅慢波系统.考虑槽区内场的高次项,利用各阶梯相邻面的阶跃条件以及互作用区和加载区的场匹配条件,获得了该结构的色散方程,并导出耦合阻抗.讨论了主模在其中的传播情况,并分析了系统结构参数变化对慢波电路高频特性的影响.数值计算表明加载阶梯的尺寸对此结构内波的传播特性有很大影响,可以根据不同的要求来选取具体设计参数.该结果为进一步研究和设计此类行波管高频系统提供了理论基础.     

任意槽矩形波导栅行波管注-波互作用线性理论研究

在带状电子束假设下,采用场匹配和导纳匹配的方法,导出了存在电子束的任意槽矩形波导栅行波管的"热"色散方程,对该方程进行数值求解,得到了小信号增益,分别讨论了慢波结构槽形状和电子束参量对小信号增益的影响,为毫米波矩形波导栅行波管的设计提供了理论依据.     

任意曲线形状介质栅漏波天线辐射特性的改进微扰法分析

本文是对作者前一工作(1990)的补充和发展,文中用改进的微扰法分析了任意曲线形状介质栅漏波天线的辐射特性。所得数据和用场匹配方法得到的精确值进行了比较。结果表明,本文方法在保持相同精度的情况下,极大地简化了求解过程;并据此系统地研究了周期槽形状对介质栅漏波天线辐射特性的影响。文中给出的曲线可供设计介质栅天线时参考。     

DIELECTRIC EFFECT ON THE RADIO-FREQUENCY CHARACTERISTICS OF A RECTANGULAR WAVEGUIDE GRATING TRAVELING WAVE TUBE

A new type of partial-dielectric-loaded rectangular waveguide grating slow-wave structure (SWS) for millimeter wave traveling wave tube (TWT) is presented in this paper. The radio-frequency characteristics including the dispersion properties, the longitudinal electric field distribution and the beam-wave coupling impedance of this structure are analyzed. The results show that the dispersion of the rectangular waveguide grating circuit is weakened, the phase velocity is reduced and the position of the maximum E _z is basically invariant after partially filling the dielectric materials in the rectangular waveguide grating SWS. Although the coupling impedance decreases a little, it still keeps above 40 Ω.     

任意块状介质填充矩形波导色散特性的数值分析

本文给出了一个用有限元法计算任意块状介质填充矩形波导的孪生波主模和高次模色散特性的标准程序。使用该程序,对十余种不同结构、不同介质加载矩形波导色散特性的计算,证实了所述程序的可靠性,文中对工字形介质填充波导的有用带宽作了详细的分析。本文所提供的各种色散特性曲线可供分析和设计有关微波元件时参考。     

二维多体散射系统分析

本文提出一种多体散射系统的普遍化的分析方法,原则上能处理任意形式的多体散射系统。利用系统散射方程把多体问题归结为一组单体问题,然后用有限元法对各个单体问题逐个进行分析。本文着重讨论二维多体系统,并给出由介质涂敷导体往构成的三体散射系统的计算实例。     

对矩形波导中任意高度细导体柱的研究

本文利用矩量法对矩形波导中任意高度的细柱体进行了研究。从柱体表面的电场积分方程出发,选用脉冲基函数与点匹配的方法求解。对其中收敛较慢的一些无穷级数,采用了若干数学处理,大大加快了收敛速度。对柱体上的电流分布进行了较详细的讨论,得出了一个新的较为精确的解析表达式,求得的等效阻抗与有关文献中的实验值相当吻合。     

一种新型介质栅波导滤波特性的研究

提出了一种新型介质栅波导阻带滤波结构,并采用多模网络与严格模匹配相结合的方法对该阻带滤波特性进行了仔细分析,给出了主模TM模的Brillouin图及滤波结构的归一化中心频率、阻带的宽度和带内最大衰减等特性和结构参数的关系.与传统的介质栅滤波器相比,新滤波器结构不仅具有金属损耗小的优点,而且其阻带带宽和带内衰减都要比传统介质栅滤波器的大得多.文中所给出的计算结果对设计该新型带阻滤波结构有指导意义.     

非线性平板介质波导传输特性的网络分析

本文提出了分析包含非线性介质的层状介质波导特性的等效传输线方法。通过把线性和非线性介质分别用等效传输线表示,从而把非线性介质这一复杂的电磁场问题等价成一个电路问题求解。其本征方程可以利用横向谐振原理得到。本文最后分析了层状介质波导包含饱和和非饱和非线性介质时TE模的传播功率与归一化传播常数之间的关系。所获得的结果与有关文献符合得相当好。     

毫米波矩形介质波导传播特性的FDTD分析

采用ＦＤＴＤ法分析了矩形介质波导的传播特性，与其它方法相比，它不受材料介电常数大小的限制，即使在较高分电常数情况下，也能获得满意的结果；同时作为全波分析方法，ＰＤＴＤ法能方便地求得波导中存在的各个模式的传播常数及其横截面场分布．     

任意多层介质波导本征值问题的网络分析

本文用微波网络的方法求解了任意多层介质波导的本征值问题;编制了一个分析N层介质波导色散特性和电磁场分布,并具有计算机图形功能的通用程序。通过对非对称多层介质波导场分布的实例分析,形象地说明了介质分支波导中模式转换和分裂的过程,并讨论了模式转换的一般规则。     

任意截面波导特性的非正交频域有限差分研究

本文提出了一种求解波导本征问题的非正交频域有限差分(FD-FD)算法。该算法中的数值离散网格可与任意复杂边界形状吻合一致。文中通过所建立的本征方程对波导中各模式的截止频率进行了求解,数值结果与已有结果符合良好。     

光控矩形介质波导毫米波传播特性的FDTD分析

本文在吴祥应等人(1997)求解半导体中光生载流子分布的基础上,应用时域有限差分(FDTD)法对光控矩形介质波导的传播特性进行分析,并与实验结果作了比较,两者吻合很好.     

波导本征值问题的有限元分析

本文简要讨论了波导本征值问题的有限元分析方法。给出了一个用有限元法求解波导本征值问题的标准程序。使用该程序可以获得一大类横截面周界由直线及圆弧围成的波导的各个本征值和本征函数。文中通过对十几种不同结构波导本征值问题的求解,证实了该程序的可靠性。     

带状束矩形栅毫米波行波管的研究

为了克服单模近似法(SMA)在分析矩形栅慢波系统高频特性的局限性,用“本征函数法”得到了其色散特性,进而求得耦合阻抗.并针对矩形栅的两种典型结构(浅槽栅和深槽栅)进行数值计算,分析了金属栅的几何尺寸对系统高频特性的影响.设计出3 cm、8mm波段的矩形栅模型,进行实验测量,实验值与理论值符合良好.导出了考虑电子注时的“热”色散方程,得到其小信号增益,讨论了电子注参数和慢波电路几何尺寸对小信号增益的影响,为矩形栅慢波系统行波管的设计提供了理论基础.     

多层手征介质填充圆波导的分析

本文利用递推本征函数法分析了多层手征介质填充圆波导的传播特性.文中给出了不同介质层中电磁场的递推关系,推导了N层手征介质填充圆波导色散特性的一般性计算公式.作为示例,文中还给出了对几种结构传播特性的计算结果.     

扭转矩形波导主模传播常数的变分解

本文应用非标准本征值问題的变分方法求解了扭转矩形波导的传播常数,并同传统的微扰解做了比较。结果表明,变分解既没有不易处理的无穷级数,且在二阶近似时,其精度超过了微扰解的精度,在扭转角周期较大时则更显优越。     

一种新型左手介质栅波导滤波特性的分析

提出了一种新型的基于左手介质的介质栅波导阻带滤波结构,并采用多模网络与严格模匹配相结合的方法,对该左手介质栅波导阻带滤波特性进行仔细严格的分析;给出了主模的Brillouin图,以及滤波结构的归一化中心频率、阻带的宽度和带内最大衰减等特性和结构参数的关系,并与传统右手介质栅波导作了比较,说明了产生两者不同特性的原因.数值结果表明左手介质栅波导的阻带带宽和带内衰减要比通常介质栅波导的阻带带宽和带内衰减大得多.这些计算结果对于所提新型带阻滤波结构的设计有指导意义.     

内导体偏置对矩形带状线电容影响的分析

本文提出了分析计算内导体偏置的矩形屏蔽带状线电容的部分模拟电荷法。电容计算值和实验结果吻合较好。此方法可通过增大级数项数来提高计算精度。     

有矩形波导和线性摆动器的自由电子激光器的特性研究

本文研究圆柱电子束通过矩形波导和线性摆动器时产生相干辐射的特性。用线性化弗拉索夫-麦克斯韦方程分析了因对自洽的电子束平衡态引起扰动产生的不稳定性。导出了TMmn模的色散方程并数值计算了辐射频率和增长率与电子束能量、轴向磁场、摆动器强度和波长以及电子束半径的关系。