同轴内导体盘荷慢波结构注波互作用机理研究

采用理论分析和粒子模拟方法研究同轴内盘荷慢波结构注波互作用的物理机理。采用场匹配理论得到色散方程,通过数值计算得到了准TEM模的色散曲线及不同电子注电压下注波互作用的增长率;采用粒子模拟技术研究了注波互作用的物理过程。结果表明,随着电子注电压的不断增加,器件的工作状态由返波振荡转换到行波振荡;通过对辐射谱特性进行分析表明粒子模拟结果与理论计算结果基本一致。     

正弦波纹太赫兹慢波结构高频特性研究

针对真空电子太赫兹辐射源的发展需要,本文分析和设计了一种微型正弦波纹慢波结构。利用三维电磁仿真软件研究并分析了其高频特性,并对主要结构参数进行了优化,给出了不同参数下的色散特性和耦合阻抗。仿真结果表明:增加波纹深度可降低电磁波相速,同时增大耦合阻抗;缩短周期长度可提高工作频率;增大横截面宽度可降低相速;降低电子注高度可提高耦合阻抗等。     

Sinα型微带线慢波结构高频特性分析

本文对Sinα型微带线慢波结构高频特性进行了仿真计算,得出了该慢波结构的耦合阻抗随结构变量变化的趋势。针对Sinα型微带线慢波结构耦合阻抗较低的问题进行了结构改进,仿真结果表明改进后结构可以明显提高慢波系统的耦合阻抗值。     

脊加载同轴径向线慢波结构设计

提出脊加载同轴径向线慢波结构,并用高频结构仿真器(HFSS)电磁仿真软件对其色散特性和耦合阻抗进行研究,分析了不同结构参数变化对其高频特性的影响。结果表明:脊加载同轴径向线慢波结构的色散曲线平坦,减小内径和周期长度可以明显降低慢波结构的相速,从而减小工作电压;加载脊的宽度对耦合阻抗的影响明显,随着加载脊宽度的增加,耦合阻抗得到提高,相速减小;加载脊的长度对结构的色散特性和耦合阻抗影响不明显;这种脊加载方式有利于增加慢波结构的耦合阻抗,提高行波管的增益和效率。脊加载同轴径向线慢波结构是一种全金属结构,工作频带宽,散热性能好,在毫米波波段的行波管中有较好的应用前景。     

任意槽形矩形慢波结构高频特性分析

矩形慢波结构及其变态具有易于微加工、横向尺寸大、散热好等优点,是一种有潜力工作于毫米波段或亚毫米波段的高频系统.文中利用场匹配的方法推导出了任意槽形状开放式矩形波导慢波结构的统一色散方程,并利用数值计算方法分析了几种特殊槽形状加载慢波结构的色散特性及耦合阻抗,得到三角形结构色散和耦合阻抗均最弱,而倒梯形结构色散最强,耦合阻抗最大.     

利用MAFIA软件模拟耦合腔慢波结构的冷测特性

利用MAFIA软件对休斯结构的耦合腔慢波结构的色散特性和耦合阻抗进行了模拟,同实验数据相比,其计算精度是令人满意的,从而为耦合腔行波管的生产和研发提供了一个便捷而有力的工具.     

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.     

V波段介质加载梯形慢波结构研究

研究了V波段介质加载梯形慢波结构。通过在耦合槽和间隙处进行适当介质加载,降低主模的相速,改善色散特性。使用CST对其慢波结构进行仿真,得到色散曲线和耦合阻抗,结果表明介质加载对耦合阻抗的影响很小,但却可以明显地降低相速,同时色散特性也更为平坦。     

螺旋折叠圆波导慢波结构的特性

本文介绍螺旋折叠圆波导慢波结构的主要特性：色散关系和互作用阻抗。计算表明，该电路在ｒａ（径向传播参量）较小时，色散强于螺旋带慢波线，但其互作用阻抗较高。若它工作于较大ｒａ值，色散变弱，而仍具有高的互作用阻抗，故可作为宽频带高功率微波放大的电路。     

一种数值求解慢波结构色散曲线的新方法

运用场匹配法，推导出一种原则上可数值求解任意圆柱轴对称周期结构慢波波导冷腔TMon模色散曲线的方法。采用该方法编制了计算波纹波导和盘荷波导色散曲线的Matlab程序，计算结果与多维全电磁模拟软件结果的相对误差在1％之内。由于采用了数值积分算法，该方法的计算速度比传统的Bessel函数泰勒级数展开法更快。     

THz返波管圆波导梳状慢波结构的研究

该文利用三维电磁仿真软件模拟计算了THz圆波导梳状慢波结构的负1次返波的色散和耦合阻抗。结果证实：在430-570GHz频带内,慢波结构内半径为0.175mm,约为中心频率波长的0.292倍;在760-940GHz的频带内,慢波结构内半径为0.1mm,是中心频率处波长的0.392倍。该结构较大的径向尺寸有利于提高电子注通过率。这种结构负1次返波的耦合阻抗较小,基本上小于1 ,很好解释了现有THz返波管的电子效率小于0.01%的事实。     

任意行波管慢波结构中导体和介质损耗的三维有限元分析

该文给出一种用于精确计算任意行波管慢波结构中介质和导体损耗的3维有限元分析方法。给出一种新型的慢波结构指定频率本征分析方法。不像传统的指定相移本征分析方法在慢波结构有耗有限元仿真中必须求解一个非线性的广义本征问题,指定频率本征分析方法仅仅需要求解一个线性的广义本征问题,而且慢波结构的导体和介质损耗可以不需要任何的后处理而精确地得出。通过仿真实际的慢波结构,验证了指定频率本征分析方法可以精确地计算出慢波结构的导体和介质损耗。     

螺旋线行波管慢波系统的综合热分析法

该文提出了一种研究螺旋线行波管慢波系统散热性能的综合分析方法。该方法以一定的预备实验为前提条件,利用理论公式推算出接触处的界面热阻率,使用仿真软件进行精确的模拟研究。该方法可以准确的反映慢波系统的散热性能,可以降低实验成本,节约材料,节省实验时间。通过对采用氧化铍夹持杆、氮化硼夹持杆和镀铜螺旋线的慢波组件的研究,验证了该方法的一致性和可行性。     

螺旋带径向厚度对色散和耦合阻抗的影响

该文将有限厚度的实际螺旋带等效为存在无限薄螺旋带的等厚真空层,从场分析和软件模拟两个方面研究了等效慢波结构的色散特性和耦合阻抗.将理论计算、软件模拟和实验测试结果进行了比较,结果表明,用真空层等效有限厚度的实际螺旋带时,将无限薄螺旋带置于等厚真空层的中央,其螺旋慢波结构的色散特性和耦合阻抗的理论计算、软件模拟和实验测试结果三者取得了很好的一致.     

Study of Mode Coupling on Coaxial Resonators

A study of mode coupling phenomenon of coaxial resonators has been conducted with theories.Through establishing the source-free transmission line equation,boundary conditions of the coaxial resonators with a corrugated inner conductor are analyzed.In the end,calculations are performed in a wide range of corrugation parameters for the resonator of the Karisruhe Institute of Technology (KIT) relevant coaxial gyrotron.     

GaN高电子迁移率晶体管高频噪声特性的研究

基于FUKUI噪声模型,分析了GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)器件的高频噪声特性,结果表明,由于GaN HEMT具有更高的临界电场和更大的电子饱和速度,与第2代半导体器件(GaAs HEMT等)相比具有更优越的噪声性能.对近10多年来国内外在GaN HEMT低噪声器件及其低噪声功率放大器单片集成电路(MMIC)方面的研究进行了综述,并分析了GaN HEMT在低噪声应用领域目前存在的主要问题及其发展趋势.     

低引导磁场相对论返波管振荡器设计

从线性化的Vlasov方程出发,研究了相对论返波管中产生的微波功率与磁场的关系,给出了低引导磁场相对论返波管振荡器的设计准则;设计了一个高效率的高功率返波管振荡器,通过采用过模的分段、非均匀慢波结构,实现器件的高效率、高功率运行,同时通过在慢波结构末端添加部分反射腔来降低引导磁场强度.当引导磁场强度为0.6T、电子能量和束流分别为800 keV和7.6kA时,采用2.5维Particle in Cell(PIC)程序模拟得到频率为9.6 GHz、功率为1.85 GW的微波输出.     

窄带FBG滤波器切趾函数的研究

利用耦合模理论分别对五种切趾函数所描述的窄带光纤光栅滤波器的滤光特性进行了数值计算,通过比较得到一些有意义的结论,为设计和制作窄带光纤光栅滤波器提供了参考和理论依据.     

Analysis of Helix Slow Wave Structure for High Efficiency Space TWT

This paper describes the analysis of helix slow-wave structure (SWS) for a high efficiency space traveling wave tube that is carried out using Ansoft HFSS and CST microwave studio, which is a 3D electromagnetic field simulators. Two approaches of simulating the dispersion and impedance characteristics of the helix slow wave structure have been discussed and compared with measured results. The dispersion characteristic gives the information about axial propagation constant (Beta). Which in turn yields the phase velocity at a particular frequency. The dispersion and impedance characteristics can be used in finding the pertinent design parameters of the helix slow-wave structure. Therefore a new trend has been initiated at CEERI to use Ansoft HFSS code to analysis of the helix slow wave structure in its real environment. The analysis of the helix SWS for Ku-band 140W space TWT has been carried out and compared with experimental results, and found is close agreement.