220GHz高功率同轴谐振腔回旋管

介绍了220 GHz同轴腔回旋管的设计,工作模式为TE04圆电模式.采用自洽非线性理论对谐振腔的工作参数进行了参数优化,选取工作电压50 k V,工作电流10 A,工作磁场8.4 Tesla.设计的同轴型双阳极磁控注入式电子枪,电子注速度横纵比1.5,速度零散5.2%.并采用粒子模拟方法进行了整管仿真.理论计算与粒子模拟结果表明,设计的220 GHz同轴腔回旋管有望获得200 k W以上的输出功率与40%以上的互作用效率.     

非标准波导-同轴电缆转换组件的研制

介绍了非标准波导-同轴电缆转换组件的设计及Ansoft HFSS仿真.详细阐述了将电缆内导体直接插入同轴谐振腔内进行调配,通过改变短路活塞在波导谐振腔内的位置和λ0/4同轴调谐器在同轴谐振腔内的位置,可实现小电压驻波比、低损耗、结构稳定可靠等优异的技术性能,并给出了实测数据,其主要技术性能优于俄罗斯同类产品的主要技术性能.     

交叉耦合介质谐振腔滤波器

论述了TE01模介质谐振腔滤波器的设计方法。主要分析了介质谐振腔的设计、谐振腔之间的耦合,包括电耦合与磁耦合的实现。为了使TE01模滤波器与其它高Q值的滤波器具有可比性,采用交叉耦合来实现高性能滤波特性。仿真设计了一个6阶准椭圆函数滤波器,4个传输零点对称的分布在通带两侧,实现了较好的带外抑制。最后设计了一个同轴腔与介质谐振器混合耦合的滤波器,用来抑制介质滤波器寄生通带的影响。     

采用新型介质集成波导腔的小型双频滤波器

提出了一种新式的横电磁波-基片集成波导(TEM-SIW)谐振腔。这种TEM-SIW谐振腔由经典的基片集成波导(SIW)腔发展而来。通过在SIW腔的中心位置加入短路销钉,将SIW腔体的上金属平面与腔四周导体壁开路构成TEM-SIW腔。相同谐振频率下,单个TEM-SIW腔的面积可以减小到传统的SIW谐振腔面积的9.5%。分析了主模式工作情况下TEM-SIW谐振腔和传统的SIW谐振腔的结构以及腔内的磁场分布。由于其磁场分布与工作在TEM模式的电容加载同轴腔相似,因此,基于这种谐振腔的滤波器可以很方便的借鉴经典的电容加载同轴腔滤波器的耦合结构和综合设计技术。最后,设计了一个基于TEM-SIW腔的三级双频滤波器,其性能已经通过了数值仿真和实验验证。     

两端短路同轴腔调谐滤波器耦合系数分析

四分之一波长的同轴谐振腔调谐滤波器在高频段由于调谐行程的缩短,对调谐灵敏的要求越来越高;而两端短路的同轴腔滤波器可以将调谐行程扩大1倍,有效降低对调谐灵敏度的要求。两谐振腔之间的耦合系数是带通滤波器设计中的一个重要参数,它直接影响着滤波器的带宽。分析了两端短路谐振腔的耦合系数随耦合窗位置及大小的变化情况。通过HFSS软件对耦合窗口大小以及位置变化进行仿真计算,得出了耦合系数变化规律,为设计相应的滤波器打下基础。     

基于模式匹配的同轴腔耦合分析及其应用

采用半解析的模式匹配方法分析并计算矩形同轴谐振腔之间窗口耦合的耦合系数,结合等效电路计算了存在第三个谐振腔时两同轴谐振腔之间窗口耦合的耦合系数.比较了计算两腔的耦合系数时,采用模式匹配法和有限元法的计算效率.结果表明,达到相同精度时,模式匹配法具有更高的计算速度.根据计算所得耦合系数设计了两个分别具有对称响应和非对称响应的C波段同轴腔滤波器,经调试后,滤波器测试结果与设计的理论响应吻合较好,验证了模式匹配方法计算矩形同轴谐振腔通过窗口耦合的耦合系数的有效性.     

一种新型的汽车发动机微波点火器

文中设计了一种新型的同轴线谐振腔微波点火器,谐振频率为2.45 GHz.应用于汽车发动机点火,替代传统的火花塞.该设计基于四分之一波长同轴谐振腔理论,谐振腔为一端短路另一端开路的同轴线构成,内导体由两段不同直径的铜圆柱构成.通过三维电磁仿真软件HFSS得到：在输入功率为500W时,内导体的顶部电场强度可达到2.4×107v/m左右,满足汽车发动机高压下形成等离子体的门限条件-2.25×107 v/m,达到点火效果.     

同轴腔体窄带带阻滤波器的研制

采用盘耦合形式的同轴方形谐振腔结构,设计了一款中心频率为932 MHz,阻带带宽4 MHz,阻带抑制–55dB的窄带带阻滤波器。在同轴腔结构与传输线之间引入耦合盘构成带阻滤波单元,使用Designer与HFSS软件对电路模型与3D结构模型进行仿真优化,最后根据仿真模型进行加工测试。实测结果与仿真结果基本吻合,在阻带边缘具有良好的边缘陡峭度。该滤波器结构简单,易调谐。     

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。     

应用ANSYS对同轴磁控管频率稳定度的优化设计

同轴磁控管的频率稳定度越来越受到雷达整机的重视,影响同轴磁控管频率稳定度的因素有多方面的原因,频率热漂移是其中最主要的原因之一。同轴磁控管频率热漂移主要是由其同轴腔决定。本文应用ANSYS对同轴磁控管频率热漂移进行模拟分析,对不同环境温度下同轴谐振腔的电磁场、热场以及结构应力进行了模拟仿真分析。根据分析结果选择和优化结构零部件材料,在模拟仿真达到设计参数要求的基础上进行装管验证,能够缩短产品研制开发时间,减小同轴磁控管的频率温度系数,提升工作频率稳定性。     

铁电材料介电常数的测量方法研究

描述了一种基于同轴谐振腔技术测量铁电材料介电常数的原理和方法。将待测样品放置在1/4波长的同轴谐振腔的开路端,通过设计制作尺寸合适的同轴谐振腔以保证在测量频率范围内只存在横向电磁场(TEM)基波,并根据测量的同轴谐振腔TEM基波的谐振频率,计算出相应的样品介电常数以及介电常数随电压的变化。为了精确采样待测样品和同轴谐振腔开路端之间部分所形成的等效电容,分析了电容边缘效应并结合边界元数值算法计算该等效电容。针对主要误差来源(气膜),采用在样品上用导电胶制作电极从而减小气膜对测量的误差影响。实验结果表明这是一种简便而有效的测量铁电材料介电常数的方法。     

大半径同轴谐振腔太赫兹回旋管研究

 为了发展大功率太赫兹辐射源,本文对大半径同轴谐振腔回旋管进行了理论和数值模拟研究,理论计算结果表明在同轴谐振腔中其角向对称的TE_0n模式的截止频率与n近似成正比关系,与内外导体之间的距离近似成反比关系.根据上述特点作者设计了一只大半径同轴腔0.3THz、TE₀₄模回旋管,数值计算和粒子模拟结果表明:大半径同轴谐振腔太赫兹回旋管与空心波导谐振腔回旋管相比具有很多优点:腔体尺寸相对较大,工作电流可以大幅度提高;其对称的TE_0n模式与非对称的TE_mn模式的间隔较大,有利于克服模式竞争.     

电感调谐的同轴谐振腔中TMs10模电场分布的研究

圆柱型同轴谐振腔中的横磁模TMs10的电场分量沿圆周方向呈周期性均匀分布,电感调谐的圆柱型谐振腔的圆周边界不再规则,腔内场分布的均匀性遭到破坏。为了能准确描述场分布的情况,该文建立了不规则圆周边界的同轴谐振腔的物理模型,通过理论分析得出了边界发生变化时同轴谐振腔中电场分布的变化规律。并通过三维电磁场软件进行了数值模拟,模拟结果与理论分析所得结论一致。     

小型化同轴滤波器设计中的几个问题

本文讨论了抽头式小型化同轴滤波器设计中几个具体问题,包括电容缩短的同轴谐振腔与集中参数电路的等效;品质因素和插入损耗的计算;输入和输出抽头位置的计算方法。介绍了一个设计实例,实测与理论较吻合。     

基于Y参数的快速滤波器设计方法

针对三维全波仿真提取微波谐振腔耦合系数耗时长和提取结果不易被收敛的问题,提出了一种基于等效电路Y参数的耦合系数提取方法,并将该方法应用到改进的渐进空间映射算法的参数提取过程中,提高了滤波器的设计效率。通过一个4腔同轴腔体滤波器的设计实例进行了验证,滤波器的电磁仿真结果与理论综合结果吻合良好,证实了该方法的有效性。     

同轴环形螺旋谐振腔设计分析

提出了一种适用于同轴环形放电结构气体激光器的环形螺旋谐振腔,并给出了理论分析。该谐振腔由一螺旋面反射镜和一球面反射镜构成,可充分提取激活区的能量并输出单束激光。该结构易于实现同轴环形放电激活区中的功率萃取。     

微波等离子灯微波系统的改进

传输微波的波导和形成谐振腔的网罩足微波等离子灯中的核心部件,本文重点阐述这两部分微波系统的仿真优化设计.文章首先分析了最早所采用的微波传输系统,给出仿真结果论证,然后介绍和参考了国外优秀的波导及谐振腔设计方案,给出理论分析,最终依据以上综合分析提出新型波导系统以及新型谐振腔的设计,其中部分新型设计已在实际应用中取得了很好的效果,其它新型设计还将继续研究,如文中提到的脊型谐振腔和半椭球谐振腔.     

基于微波非热效应的谐振腔仿真设计

提出并设计了一种利用微波非热效应来实现灭菌的谐振腔,谐振频率为2.45 GHz。该设计是基于重入式谐振腔理论,微波能量从谐振腔的一端通过N型连接器采用磁耦合的形式馈入,采用三维电磁仿真软件进行仿真优化与分析,并得出电磁场结构分布图,仿真结果表明:当输入功率为200 W时,液体与微波互作用区域的电场强度可达106 V/m以上,根据电穿孔机理,此时细菌的细胞膜将被瞬时击穿,细胞变质从而实现液体的快速灭菌。     

用于L波段多注速调管的半波长矩形同轴腔研究

本文研究了适合于低频段宽带多注速调管的新型微波谐振腔半波长矩形同轴腔,用三维电磁场计算软件ISFEL3D计算了矩形同轴腔的高频参数和场分布,并与双间隙耦合圆柱腔进行了分析比较。结果表明,矩形同轴腔体积小,带宽潜力大,可应用于低频段多注速调管。     

基于HFSS设计同轴腔滤波器

同轴腔滤波器在微波电路中有着广泛的应用,在此研究如何利用3D全波场分析软件HFSS分析设计同轴腔滤波器.该分析包括谐振腔调谐螺钉、腔间耦合孔及输入输出激励的影响效应.基于上述分析,借助HFSS仿真优化得到一S波段滤波器.其实测结果与仿真相符,满足指标要求,并已成功应用于某航天工程中.这种结合传统理论和先进计算机技术的方法可以大大节省研制周期和生产成本,具有非常大的实用价值.