OAM光束发射器纯度仿真与分析

基于硅基微纳结构的光学OAM发射器具有尺寸小、容量大、与现有微电子工艺兼容、阶数动态可调等优点,在片间通信、微粒操纵、量子信息等领域应用前景广泛。利用硅基OAM发射结构进行片间通信时,模式纯度和辐射能量密度是实现可靠信息传输的关键因素。通过FDTD仿真和偶极子建模仿真,对不同环境中的阶数、背向散射、耦合损耗因素对OAM发射结构的模式纯度的变化进行仿真分析。     

W波段回旋速调管输入耦合器的优化设计

该文对应用于W波段TE01模回旋速调管的输入耦合器进行了理论分析,初步得到了输入耦合器的结构尺寸,利用3维电磁模拟软件CST,HFSS与FEKO对其进行了仿真与优化。研究了耦合孔长、宽和圆柱腔半径对耦合器谐振频率及Q值的影响,并对耦合器内腔工作模式的纯度进行了计算。结果表明,在W波段该耦合器能够激励起TE01模,谐振频率为93.55 GHz,外观品质因数为145,耦合器内腔工作模式纯度达到99%,满足设计要求。     

紧凑型高阶回旋管模式激励器初步研究

为了模拟回旋管输出的TE62模,需要设计一个模式激励器。文中采用同轴波导谐振腔结构,通过选择合适的内外导体半径比及腔体尺寸,来获得纯度较高的TE62模。并使用HFSS 软件对腔体进行了仿真,仿真计算结果与理论值相吻合,表明这种结构是可行的。     

基于六边形P-B相位单元超表面的毫米波涡旋波束发生器

为了产生高纯度的毫米波涡旋波束，提出了一种基于Pancharatnam-Berry(P-B)相位原理的反射型宽带六边形单元结构。该超表面单元由表层变形的Minkowski分形结构贴片、中间F4B介质层和金属地板组成。在涡旋波束的螺旋相位中引入馈源补偿相位，利用此单元分别设计了34 GHz处l=1的六边形和方形排列的超表面。对比仿真电场和OAM光谱分析结果可知，采用六边形排列的超表面产生的涡旋光束模式纯度为0.94,相比较于方形排列的0.86提升了0.08(9%)。另外，对26～43 GHz宽带范围内l=1,2,3的超表面进行设计仿真，得到三个模式下的涡旋波束纯度分别可达0.94,0.87,0.77。仿真结果表明，所设计的六边形单元排列超表面能够有效地产生高纯度的涡旋波束。     

Q波段圆波导轴线弯曲TE01-TE11模式变换器设计

在模式耦合理论的基础上, 采用相位重匹配技术对圆波导轴线弯曲TE01-TE11模式变换器进行了数值优化计算和分析.在Q波段给出了两种不同周期数TE01-TE11模式变换器的优化设计参数.数值计算表明: 四周期模式变换器的最高转换效率为98.82%, 带宽为2.2 GHz, 六周期最高转换效率为99.89%, 带宽为1.7 GHz.研究了模式变换器关键几何尺寸在小范围内变化对转换效率的影响.并利用HFSS对给出的模式变换器进行了仿真, 仿真结果与数值模拟一致性较好.同时加工了六周期结构模式变换器并进行了小功率热测实验, 测试结果表明输出了模式纯度较高的TE11模式.     

Ka波段TE_（01）模回旋速调管带新型渐变段输出腔设计

利用正余弦拟合的方法和半径渐变波导的耦合波理论,设计出一种Ka波段TE01模回旋速调管带该新型渐变段输出腔。通过Matlab数值计算和HFSS仿真优化,研究了该新型渐变段的传输参数、反射参数、对杂模的抑制等性能指标。仿真结果表明：在渐变段长度为80mm、口径由14mm变化到32mm的情况下,在33～35GHz的范围内该新型渐变的传输参数大于-0.016dB,反射参数小于-55dB,对TE02模的耦合为-25dB和对TE03模抑制在-55dB以下;而该输出腔的中心频率为34.075GHz,Q值为109.6,工作模式TE01模式的模式纯度大于0.94。     

基于Simulink的数控振荡器性能仿真研究

在FPGA中用查找表技术实现数控振荡器是软件无线电研究的重要内容。累加器步长、累加器控制字等参数决定NCOs的性能,频谱纯度是衡量NCOs的关键指标。借助Simulink仿真平台分析得出相位截断对频谱纯度的影响远大于幅度值的量化。提出相位加抖技术及三种实现提高无杂散动态范围的方法。由仿真分析看出,通过恰当的相位加抖可以极大地提高SFDR。     

电源纹波对频率源频谱纯度的影响

在微波测试领域,关于电源纹波基本是原理性研究,而针对性研究电源纹波对频率源相位噪声影响的分析或者实验实例更少,对微波电路的电磁兼容设计方面缺乏参考。文中在电源纹波对频谱纯度的影响概念性分析基础上,主要针对现代雷达系统中电源纹波对频率源频谱纯度的影响展开研究,通过分析电源纹波对频谱纯度影响的机理,采用模拟数据仿真的方法探索电源纹波对不同类型频率源频谱纯度的影响,并进行实际测试数据对比仿真结论,得出频率源频谱纯度受电源纹波影响的主要因素以及相互关系,为电路设计者提供数据支持。     

基于模式选择耦合器的柱矢量光脉冲光纤激光器

柱矢量光具有轴对称的偏振及强度分布特点,强聚焦条件下会形成一个独特且较强的局部纵向电场,在工业加工、材料处理、粒子操控、显微成像等领域具有独特的应用优势。模式选择耦合器是实现全光纤模式转换的关键器件,具有结构简单、体积小、高转换效率、高模式纯度和优良光纤兼容性等优点,是目前最有希望获得稳定可靠柱矢量全光纤激光输出的一套技术方案。本文基于模式选择耦合器搭建柱矢量窄线宽全光纤激光器获得了高模式纯度、高稳定性的LP11模输出。     

全光纤超快矢量光场的产生与研究进展

对模式选择耦合器、声致光纤光栅等全光纤模式转换器件的工作原理进行总结,并结合锁模光纤激光器和模式转换器件的优势,简单高效地产生了超快矢量光束和涡旋光束,得到的超快高阶模式激光具有峰值功率高、模式纯度高等特点。实验证明了模式转换器件的快速响应特性和宽带模式转换特性,并指出了其未来的发展方向和应用前景。