平面对数螺旋线慢波结构的电磁仿真

采用平面对数螺旋线慢波结构可以有效减慢电磁波的相速,电子注的加速电压可低至百伏量级。利用仿真软件HFSS,对20~40GHz 频段的平面对数螺旋线的色散、同步、损耗和传播特性及它们与结构尺寸的关系进行了仿真分析。结果表明,选择适当的慢波结构尺寸,得到的色散曲线较平缓;衰减较小,慢波结构中电磁波与电子流的作用效率比较高;具有较好的传播特性。     

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。     

一种具有陷波特性的改进型Vivaldi 超宽带天线

为了提高常规Vivaldi 天线低频段前向辐射增益,避免超宽带天线对某些已有频段的影响,提出了一 种覆盖1. 2 ~14 GHz 的具有陷波特性的高增益超宽带端射天线。该天线通过在辐射贴片两侧加载Y 形缝隙,有利 于天线表面电流向槽线汇聚,使天线的辐射特性明显提高。低频部分(1. 2 ~7. 5 GHz)的增益比原始天线提高最多2 dB,通过使用CSRR 结构,实现了对WLAN 应用频段(5. 125 ~5. 825 GHz)的隔离,使该天线具有陷波特性。最终,对 天线实物进行加工和测试,进一步验证了设计的可靠性。     

折叠波导慢波电路的传输特性

研究了新型慢波结构折叠波导慢波电路的传输特性 ,利用等效电路法计算了折叠波导电路的色散特性、耦合阻抗和止带。分析和计算表明 ,该电路很适合用作短厘米波和毫米波大功率行波管的慢波结构。     

尘埃等离子体的谐振问题研究

基于尘埃等离子体的色散关系,在不考虑高/低频近似的情况下,推导了尘埃等离子体谐振频率和增长率的表达式,讨论了尘埃质量、尘埃密度和载波频率对谐振过程的影响,给出了尘埃等离子体谐振过程的基本物理规律.典型火箭喷焰等离子体参数条件下,考察了高速尘埃粒子组分的引入对谐振过程的影响.仿真结果表明,尘埃速度在1 km/s的条件下即可激发谐振过程,谐振频率约为3 kHz.尘埃等离子体谐振机理模型和高速组分影响机制的得出对深入理解尘埃等离子体的物理过程和火箭喷焰的异常衰减机制具有重要意义.     

基于慢波特性扇形SIW的可调带通滤波器

提出了一种具有慢波特性的扇形基片集成波导谐振腔,设计了一款小型化双频带通滤波器,相较于传统SIW带通滤波器,该滤波器小型化率为64%。通过引入金属盲孔结构实现了滤波器双频带中心频率的调节,同时,采用源负载耦合结构,在带外产生了4个传输零点,实现了滤波器的高选择特性。测试结果表明,滤波器的双通带中心频率分别为4.86 GHz和6.81 GHz,3 dB带宽分别为238 MHz和212 MHz,双频带插入损耗分别优于0.9 dB和1.1 dB,与仿真结果基本一致。     

矩形缺陷光子晶体太赫兹波波导的慢波特性

设计了一种工作于太赫兹波段的矩形孔缺陷光子晶体慢波波导。首先分析三角空气孔型光子晶体的带隙特性,引入线缺陷形成波导,并将邻近缺陷空气孔设为矩形,通过分析矩形孔尺寸对波导的带隙结构、群速度的影响,确定孔尺寸;研究缺陷宽度对缺陷模式的影响,并通过优化将缺陷模式频率移到目标频率338 GHz处,最终在布里渊边界处实现了c0/1543(c0=3×108m/s)的低群速度,证明了矩形缺陷光子晶体太赫兹波导良好的慢波特性。     

螺距对螺旋慢波系统色散和耦合阻抗的影响

螺距是慢波系统的一个重要参数,直接影响螺旋慢波系统的色散特性和耦合阻抗.严格求解螺距对慢波系统色散和耦合阻抗的影响是不方便的,而通过计算机模拟可以方便快速地研究螺距对慢波系统色散和耦合阻抗的影响.模拟结果表明,对于工程项目当螺距变化小于4%时,螺距对色散和耦合阻抗的影响是很小的.     

螺旋慢波系统高频特性的计算机仿真

介绍了用德国CST(Computer Simulation Technology)公司提供的微波工作室MWS(Microwave Studio)4．2软件模拟计算螺旋线慢波系统的色散特性和耦合阻抗的理论方法。通过对矩形夹持杆支撑螺旋慢波结构的模拟计算,与测试结果相比色散特性的平均模拟误差为1．5%左右,耦合阻抗的平均误差为0．3％左右;相比于MAFIA仿真,计算精度更高,计算时间更短。     

考虑螺带厚度的纵向导体加载螺旋慢波特性分析

考虑非翼片区角向高次模式以及螺带厚度,运用场匹配方法参考脊加载环板慢波结构的边界条件推导得到翼片加载螺旋慢波结构的色散特性方程;并运用MAFIA软件对该结构进行模拟计算,将理论结果与模拟计算进行比较,其误差范围基本满足设计精度的要求,并讨论了不同翼片结构参数对色散特性的影响,为各种类型的翼片加载螺旋慢波特性的计算提供了一种参考方法。     

双梳慢波结构特性研究

本文基于双梳慢波结构的色散关系式,详细分析和讨论了电场正反对称模式的色散特性,并研究了慢波空占比、 波导高度以及慢波深度对色散特性的影响。通过对正反对称模式受各参数影响规律的对比,得出只有在减少波导高度的 同时保持慢波深度不减小,才能增大正反对称模式之间的频率隔离度。     

螺旋线慢波结构的参数变化对其冷测特性的影响

本文介绍了用MAFIA软件的准周期边界条件计算螺旋线行波管慢波结构的色散和耦合阻抗等冷测特性的方法,并重点对慢波结构中各参数,特别是矩形螺旋线截面的宽度和厚度对其冷测特性的影响进行了分析.这是目前理论上没有解决的难题.分析结果表明,螺旋线的宽度和厚度对其色散影响不大,而对耦合阻抗有一定影响.对耦合阻抗而言,螺旋带宽度和厚度都存在一个最佳值.     

梯形慢波结构的研究

梯形慢波结构是应用于中功率和大功率行波管的一种重要且实用的周期慢波系统,具有结构简单,成本低,功率容量大,散热性好等优点。目前,国内外对梯形慢波结构的研究工作一直在进行中。分析了梯形慢波结构模型,分析了谐振法在运用CST 软件本征模求解器计算色散特性中的理论和过程。在此基础上,设计了工作点为100GHz 和225GHz 的梯形慢波结构尺寸,并研究了梯形慢波结构的尺寸对色散特性的影响。     

多注行波管慢波结构的色散特性分析

多注行波管是一种具有工作电压低、瞬时工作带宽宽、容易实现大功率等优点的新型微波器件;本文主要利用CST Microwave Studio软件对多注行波管慢波结构的色散特性进行设计计算,并将计算结果和实验值进行比较分析。结果表明,计算值和实验值基本吻合。     

任意槽形螺旋槽慢波结构的色散方程

在本文的分析中,将任意槽形的螺旋槽的连续轮廓近似用一系列相连的矩形阶梯代替,利用各阶梯面上导纳的匹配,以及槽与中心互作用区边界场的连续和匹配条件,获得了任意形状螺旋槽慢波结构的色散方程;同时加工制作了一半圆形螺旋槽模型,对其色散特性的冷测实验表明理论与测量值相吻合。     

螺旋线行波管慢波结构热特性计算专用软件开发

针对行波管慢波结构热分析的必要性,介绍了螺旋线慢波结构的热产生机理,结合ANSYS软件设计了可对不同翼片加载和不同形状夹持杆的螺旋线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软件的情况下对螺旋线行波管慢波结构的热特性进行模拟计算。     

Research on the Characteristic of the Disk-Loaded Waveguide, Rib-Loaded Disk-Loaded Waveguide and Helix Slow-Wave Structures

The fast development of modern electronic warfare, broadband high power array radar system, high power jammer and microwave directional power weapon imposes high demand on high power microwave resource. With such features as high power, broadband, multi-mode, etc., traveling wave tubes (TWTs) play an important role in the high power microwave amplifiers. Since the slow-wave system is the core of beam-wave interaction in TWTs, the function and performance of it directly determine the capability of the TWTs.     

太赫兹扩展互作用振荡器的矩形耦合腔特性研究

本文选用矩形耦合腔作为太赫兹扩展互作用振荡器(EIO)的慢波结构,鉴于其结构的复杂性,采用等效电路方法计算其色散.详细研究了腔体和耦合槽的电路参数,计算了不同结构尺寸、圆形和矩形电子通道的0.12THz和0.225THz慢波结构的色散特性.并采用专业电磁软件,研究了不同结构参数下的色散特性、耦合阻抗和特征阻抗.通过对色...     

一种有限厚度翼片加载螺旋线色散特性及耦合阻抗研究

翼片加载螺旋线慢波结构广泛应用于大功率、宽频带行波管中.一般的计算未考虑翼片加载所引起的角向空间谐波,本文考虑空间谐波,建立了有限厚度翼片加载螺旋线慢波结构的模型,推导出实用的色散方程和耦合阻抗表达式.利用导出的方程对实际行波管的螺旋慢波结构进行计算,并与测量结果和简单翼片模型进行了比较.首次通过分析的方法得到加载翼片有最佳中心夹角(θ)存在.