相对论速调管中调制腔的三维设计

根据二维模拟中电子束在调制腔中所需要的微波场,采用三维电磁场模拟软件进行调制腔的三维设计.在相对论速调管放大器中输入微波的馈入调制腔内,其作用场为TM01模;由于调制腔需要从外部馈入微波,通常为一种较复杂的三维结构.通过三维带电子束的电磁场模拟,验证了三维设计调制腔在给定输入功率条件下对电子束的调制效率及其三维设计.     

连接器外壳电磁屏蔽性能的FDTD分析

本文利用时域有限差分法对连接器技术腔体的电磁屏蔽性能进行了模拟,经分析模拟结果发现,虽然连接器两端有进线孔,但金属腔与封闭的腔体类似,进入腔内的电磁波仍能发生强烈的电磁振荡,这使腔体的电磁屏蔽性能被降低,可见,腔内介质的存在降低了腔体对低频的抑制能力,研究还发现金属腔对不同方向入射的电磁脉冲的屏蔽能力各不相同.     

静电电子回旋脉塞机理的实验验证

报道了由静电电子回旋谐振脉塞(EECRM)产生的受激辐射的首次实验验证。实验利用非圆轨道电子束与TEM模电磁场互作用,测得了辐射强度和工作频率的电压调谐曲线,确定了腔体工作模式及电子运动的工作谐波。实验结果与以往理论结果一致。     

四腔相对论速调管放大器的实验研究

针对杂频振荡的影响,在三腔相对论速调管的基础上发展了四腔高增益相对论速调管。采用PIC粒子模拟软件,从整管上对四腔强流相对论速调管放大器的冷腔结构、束波互作用、微波提取等方面进行研究。为得到输出功率和效率的最优值,结构上采用了低互作用输入腔,设计了阶梯状结构漂移管,通过对输出腔作用间歇进行优化处理等措施抑制了电子回流和杂频振荡的抑制,实现了器件在高增益下的GW级高功率微波输出。模拟表明整管微波模拟输出功率达3.05 GW、效率22%、增益63 dB(种子微波功率2 kW),该器件在实验上获得了增益为61.4 dB(种子微波功率1.38 kW)高功率微波放大输出,微波脉冲宽度大于100 ns。     

无工质微波推进的推力转换机理与性能计算分析

无工质微波推进属于新概念,具有无烧蚀、性能不受环境影响、推力功耗比宽的特点。文章从普朗克能量子假说和爱因斯坦的光量子理论出发并结合微波理论给出了该装置的推进机理,又从经典电动力学理论出发解释了推力产生的机理。采用有限元数值求解方法对圆台型推力器腔体内的Maxwell电磁方程组进行了数值模拟,获得了模态和1 000 W功率下腔体内的电磁场分布,并分析了不同模态、不同腔体结构下的具体特征。结果表明,在TE011、TE012、TE111和TM0114个模态中,TE012模品质因数和推力最大,其次是TE011针对1 000 W微波功率输入,以黄铜为腔体材料,基于经典电动力学理论计算出TE011和TE012模产生的最大理论推力值分别为411mN和456 mN。     

高功率过模返波管中模式控制研究

采用过模结构,克服常规返波管(BWO)中截止径的限制,提高器件内径,有效地降低同等功率条件下器件内表面的强场,使其低于器件内表面的强场击穿阈值,可以克服器件内表面的强场击穿问题。根据BWO的振荡机理,引入过模反射腔,并使其同相应的慢波结构匹配,克服了过模结构中的模式竞争问题,提高了电子束同慢波结构互作用效率。从理论和模拟两个方面研究了过模返波管中的模式控制,设计了一个X波段输出功率接近10 GW、效率约50%的过模返波管器件。     

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。     

内开槽螺纹波导冷腔色散特性模拟研究

根据螺纹波导中模式间的耦合方程组及冷腔色散方程进行了数值计算,分析了2个模式的相互耦合机理。基于圆柱形波导中线性极化TE11模式存在极化简并的特性,将线极化TE11脉冲作为1个探针,采用粒子模拟软件对该腔体进行了3维冷腔模拟;并将模拟结果与数值计算结果进行了比较,两者基本一致。通过计算机模拟得出了混合模式的电场等位线分布图,结合色散方程数值计算分析了内开槽螺纹几何特性变化对波导色散特性的影响规律。     

GIS局部放电UHF电磁波传播特性的仿真分析及现场验证

为合理评估GIS局部放电在线监测中UHF传感器布置方式的有效性,有必要研究局部放电UHF电磁波在GIS腔体内的传播特性.采用时域有限差分法,对GIS局部放电激发的UHF电磁波,在长直腔体、L形腔体、T形腔体及断路器等典型结构中的传播特性进行了仿真分析;利用网络分析仪,对某1 100kV GIS局部放电在线监测UHF传感器对间的频响特性进行了现场测量,验证了仿真结果的有效性;实现了GIS局部放电UHF电磁波传播特性仿真分析和现场测试的互补.研究成果可为GIS局部放电在线监测UHF传感器的现场布置提供指导.     

重入型高频加速腔中高次模式的抑制以及“单模”腔的设计

在高频加速腔中存在无穷多模式。除基模外,某些模式也具有较高的耦合阻抗,可能与电子束团相耦合造成电子束团的的不稳定。这是限制贮存环电流增大的一重要因素。 本文第一部份介绍美国布洛海文国家同步辐射实验室(NSLS)在真空紫外贮存环高频腔中加放若干谐振天线,使一些重要高次模式受到抑制的方法以及在实验中测量得出的效果。 本文第二部份介绍单模腔的设计以及对实际模型冷测的结果。特殊结构的单模腔可使所有高次模式衰减大于30分贝而基模基本不变。这样有可能使高模问题得到根本性的解决。     

具有反射器的绕射辐射振荡器的模拟研究

分析了具有反射器的8 mm波段相对论绕射辐射振荡器,其高频系统为周期盘荷慢波结构,并且在电子注的输入端加有圆柱形同轴反射器。利用HFSS软件计算S11参数来确定反射器的结构尺寸。对该结构进行了PIC模拟,分析了该结构中注波互作用的非线性过程和反射器对该器件性能的影响。研究发现存在一个最佳反射器的位置,使注波互作用的效率高、频谱好。     

耦合腔慢波结构热特性仿真环境的设计

针对行波管慢波结构热分析的必要性,介绍了耦合腔慢波结构的热产生机理,结合ANSYS软件设计了可对不同类型的耦合腔慢波结构进行热特性分析的专用仿真环境。利用该仿真环境,用户可以在不掌握ANSYS软件使用方法的情况下对耦合腔行波管慢波结构的热特性进行模拟计算。     

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%。     

CCSDS-TM传输帧识别技术

针对空间数据系统咨询委员会(CCSDS)下行遥测(TM)传输帧识别技术的应用,利用校验多项式对(2,1,6)卷积码进行了识别,提出了基于编码模式串匹配的方法对卷积码进行节点同步;利用链路层帧长特征对Reed Solomon(255,223)编码的交织深度进行初始判别,并采用伽罗华域傅里叶变换对识别结果进行验证. 对识别算法进行了仿真,讨论了不同误码率情况下的识别结果. 仿真实验结果表明,算法可对TM传输帧进行有效识别.     

新型同轴慢波结构特性的研究

为了克服因增加返波管功率容量而引起的模式竞争问题,提出了波纹内导体同轴慢波结构,导出了该结构在冷腔时的TM0n模式色散方程,并数值计算和分析了该结构的色散特性。分析结果表明:采用该结构的返波管能够很好地改善模式竞争。     

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。     

PASOTRON光控脉冲馈气系统及实验研究

设计制作的等离子体辅助慢波振荡器光控脉冲馈气系统能以任意脉冲宽度给等离子体阴极电子枪馈气,同时以任意时间延迟提供触发信号给调制器,启动空心阴极辉光放电。系统应用了光纤传输控制信号以隔离150 kV直流负高压。用研制系统进行脉冲馈气条件下的电子枪放电实验结果表明,能满足设计和使用要求。     

内嵌于多层封装基板的折叠波导慢波结构设计

提出了一种新型的内嵌于多层封装基板的折叠波导慢波结构。开展了此慢波结构的解析模型、色散特性和耦合阻抗、射频传输特性以及注—波互作用的研究。通过理论分析、数值计算和仿真优化得到了较好的结果。在W波段该结构呈现反射小、损耗低,易于加工等特点。在中心频率94 GHz处色散曲线较为平坦,耦合阻抗值在2Ω左右。同时,对低温共烧陶瓷的材料特性及加工工艺进行了研究,探讨了该结构实现加工的可行性。     

Linux字符设备驱动程序的工作机理

本文通过对与字符设备驱动程序相关的内核源代码分析,从驱动程序内部结构以及驱动程序运行的内核环境两方面入手,对linux平台下的字符设备驱动程序的工作机理进行了分析和阐述。     

适于室内电器控制的红外线遥控器设计与实现

文章在分析了红外线遥控信号编码的基础上,选择HS6221红外遥控编码芯片构建红外线发射系统,EM78P153S单片机和一体化红外接收头FM-6038TM构建红外线接收系统,设计一种适合于室内电器控制的红外线遥控系统。