混合模介质加载圆锥喇叭的传播和辐射特性

本文利用圆柱波导模型导出了混合模介质加载圆锥喇叭的特征方程和平衡混合条件公式，并给出了其口径场和远区辐射场公式。应用所导出的公式分析了该喇叭的传播和辐射特性，给出了一些有意义的设计曲线。分析结果表明该喇叭可以支持ＨＥ平衡混合模，并能在一个很宽的频带内产生轴对称的辐射方向图、低交叉极化和低旁瓣等优良性能。因此，混合模介质加载圆锥喇叭在性能上可以与波纹喇叭相比美，特别是在毫米波频段，它更显示了结构简单     

混合模介质加载圆锥喇叭的传播和辐射特性

本文利用圆柱波导模型导出了混合模介质加载圆锥喇叭的特征方程和平衡混合条件公式，并给出了其口径场和远区辐射场公式。应用所导出的公式分析了该喇叭的传播和辐射特性，给出了一些有意义的设计曲线。分析结果表明该喇叭可以支持ＨＥ‖平衡混合模，并能在一个很宽的频带内产生轴对称的辐射方向图、低交叉极化和低旁瓣等优良性能。因此，混合模介质加载圆锥喇叭在性能上可以与波纹喇叭相比美，特别是在毫米波频段，它更显示了结构简单、便于加工和成本低的优点     

圆锥光壁系统与介质充填波导的模转换计算

本文对介质环加载边界条件特征方程以及由章日荣和刘顺祥同志推导的介质环加载波导与光壁波导连接的模转换公式进行了具体计算。该计算结果用于有关的介质加载喇叭,表明其辐射特性的计算值与实测值非常一致。     

介质加载石墨烯等离子体波导传输特性北大核心CSCD

设计了一种介质加载石墨烯等离子体波导,研究了不同结构尺寸的波导模场分布及传输特性。仿真结果表明,当石墨烯的化学势为0.7eV、波导脊宽度和脊高度均为1000nm时,介质加载石墨烯等离子体波导的模式宽度达到最小值1.55μm,传播长度达到43.47mm。该介质加载石墨烯等离子体波导不仅可以满足波导设计的要求,也为纳米器件的长距离传输提供了可能。     

小口径混合模介质加载圆锥喇叭特性分析

首先对混合模介质加载圆波导内场进行分析,并由此得到小张角介质加载圆锥喇叭的口径场和远区辐射场;从辐射场表达式出发,推导出满足交叉极化最小值时HE11模的混合比,最后将特征方程与混合条件方程进行联立,数值求解得到HE11模的特征值以及介质厚度。设计出一款介质加载喇叭,并对喇叭特性进行了试验验证,实验值与理论值基本吻合。     

第十一章 介质环加载多模喇叭

<正> 介质环加载喇叭是由Toshio satoh在1972年首先研制成功的,我国杨世华等同志也用实验的方法研制成功这种喇叭。章日荣和刘顺祥等解决了介质环加载波导与光壁波导的模转换问题,导出了这种喇叭的工程设计公式。这种喇叭内有一节带着介质环的波导,从左面光壁波导入射的电磁波在此节波导内转换为介质环加载波导的混合模。这些混合模在其右边的光壁波导转换为TE模和TM模。适当选择介质环的参数和尺寸,可以使喇叭获得很好的辐射特性。     

脊位于窄边的四种加载介质波导传输特性的有限元计算

运用矢量有限元方法对脊位于窄边的四种加载介质双脊波导的主模截止波长和单模带宽特性进行了计算和分析,四种波导分别为脊位于窄边的加载介质双脊矩形波导、加载介质双脊梯形波导、加载介质双脊V形波导以及加载介质双脊椭圆形波导。计算结果表明,脊位于窄边的四种加载介质双脊波导的两种传输特性总体相似,和脊位于宽边相比,脊位于窄边的主模归一化截止波长和单模带宽总体小很多,且脊位于宽边时的特性变化趋势比脊位于窄边时剧烈。这些计算结果将有助于微波器件及微波系统的设计。     

脊位于窄边的介质加载双脊波导场结构的计算

将矢量有限元方法应用到脊位于窄边的四种加载介质双脊波导的场结构特性计算中,这其中包括脊位于窄边的加载介质双脊矩形波导、脊位于窄边的加载介质双脊V形波导、脊位于窄边的加载介质双脊椭圆形波导以及脊位于窄边的加载介质双脊梯形波导。多种模式的场结构特性随脊尺寸的变化而变化,其图形结果将有助于微波器件的设计。     

平面波导基模的衍射特性

在平面坐标系中简化电磁波的瑞利-索末菲标量衍射积分公式，推导出折射率对称阶跃分布的介质平面波导的基模衍射场分布的计算公式，给出由sinc函数形式描述的端口衍射场空间频谱和光强分布。首次提出介质平面波导衍射场存在中央亮条纹的概念，中央亮条纹的功率大于波导总功率的99.49%，中央亮条纹的最大空间频率介于π和1.5π，它可用于计算中央亮条纹的角半径。     

介质环加载喇叭的理论分析

本文对介质环加载边界条件特征方程进行了求解。导出了介质环加载波导与光壁波导连接处的模转换计算公式。并且根据这些公式计算了文献[1]设计的介质环加载喇叭的辐射特性,计算结果非常接近实测结果。     

损耗介质加载结构Ka波段TE_(01)模回旋行波管放大器稳定性的分析

该文从分析损耗介质加载金属圆波导中电磁波传输特性出发,应用回旋行波管放大器小信号色散方程,研究损耗介质加载结构TE01模回旋行波管放大器绝对不稳定性振荡和回旋返波振荡对器件稳定性的影响.结果表明:损耗介质的加载,可以提高绝对不稳定性起振电流,提高的幅度依赖于工作磁场偏离饱和磁场的程度、电子束横纵速度比等;增加波导损耗介质加载的厚度,可以提高竞争模式的回旋返波起振长度.合理选择波导的损耗层厚度、介电常数以及回旋行波管的工作电压、工作磁场和电子束横纵速度比,可以有效兼顾带宽和抑制不稳定性,保证回旋行波管放大器稳定工作.     

介质加载圆柱谐振腔中TM0模的RMM分析

对介质加载圆柱谐振腔进行严格分析是进行微波电路设计和微波介电测试的基础。根据平行板多层介质径向波导的本征模分析，采用径向模式匹配法获得了介质加载圆柱谐振腔中TM0模的本征方程，在此基础上开发了计算TM0模谐振频率的程序，对特定结构进行了计算，结果与参考文献一致。     

波导E面分支定向耦合器的改进模匹配和网络分析

本文用多模网络理论与严格场匹配相结合的方法，对波导Ｅ面分支定向耦合器作了分析，在分析过程中将电磁场分量用各次ＬＳＥ模叠加来展开，而不是用ＴＥ模和ＴＭ模来展开，同时通过模匹配将场的问题转化为网络的问题来处理，这样本文方法在不影响计算精度的情况下，具有运算量小，清晰简捷的优点。     

损耗介质加载结构Ka波段TE01模回旋行波管放大器稳定性的分析

该文从分析损耗介质加载金属圆波导中电磁波传输特性出发,应用回旋行波管放大器小信号色散方程,研究损耗介质加载结构TE₀₁模回旋行波管放大器绝对不稳定性振荡和回旋返波振荡对器件稳定性的影响。结果表明：损耗介质的加载,可以提高绝对不稳定性起振电流,提高的幅度依赖于工作磁场偏离饱和磁场的程度、电子束横纵速度比等;增加波导损耗介质加载的厚度,可以提高竞争模式的回旋返波起振长度。合理选择波导的损耗层厚度、介电常数以及回旋行波管的工作电压、工作磁场和电子束横纵速度比,可以有效兼顾带宽和抑制不稳定性,保证回旋行波管放大器稳定工作。     

介质平面光波导TE0模模场分布的高斯近似

基于介质平面光波导端面无受限衍射场光束的光束传输因子的特点,阐明光波导TE0模模场分布采用高斯分布近似表达的合理性。基于场分布间的匹配效率计算公式,提出采用等效匹配效率方法确定用于高斯近似表达的等效模场半宽度,给出基于光波导芯层半宽度和归一化芯层驻波参量和归一化包层倏逝波参量表达的光波导等效模场半宽度的函数表达式,给出高斯近似分布与光波导本征场分布的匹配效率,阐明采用等效匹配效率方法确定等效模场半宽度的合理性。采用求解方程组的方法,给出基于光波导芯层半宽度和归一化频率表达的光波导等效模场半宽度的拟合函数表达式,并基于拟合引起的误差分析阐明了拟合函数表达式的精确性。     

脊背型介质加载表面等离子体波导传输特性研究

为降低传输过程中的损耗,加强介质加载等离子体波导的模式场约束,并且优化等离子体波导的传输性能,对基于介质加载的表面等离子体波导的传输特性做了进一步的研究,设计了一种脊背型介质加载等离子体波导,并对其模式场分布及其传输参数随波导中的几何参数与电磁参数的变化关系做了相应的研究。仿真结果得出:基模的电场分量主要分布在该结构的金属/介质层1界面。该模式的传输特性,随着该波导的几何参数的变化而发生相应改变,因而可以通过改变这种结构的几何参数,对场实现有效控制,使其局域性明显增强。     

部分填充各向异性介质的圆柱形波导中混合模特性研究

本文首先引入一种新型双向向异性波导结构；给出了这类复杂波导中横向场分量的纵向场表示式以及纵向场分量满足的一组耦合模方程；重点分析了具有不同电磁参数的双各向异性介质中心加载时，金属圆柱形波导中混合模的分裂效应，色散特性和场分布。结果表明，由于多个电磁参数的引入，双各向异性波具有一般各向异性和双各向同性波导结构所没有的新奇特性。     

双层介质加载等离子体微环的高灵敏生物传感

为了提高介质加载表面等离子体的传输距离,提出了基于双层介质加载的表面等离子体波导结构。利用有限元方法研究了介质加载的表面等离子体波导的模场分布及传输特性,并对其传感应用的波导灵敏度进行了分析。研究表明, 当低折射率介质厚度占波导总厚度的33%时,传输距离是单层介质加载表面等离子体波导的2.4倍。利用该波导结构组成的微环谐振腔被用于生物传感研究,其传感特性分析表明,传感灵敏度为411 nm/RIU,检测极限为1.210-5 RIU。双层混合介质加载表面等离子体波导的设计和研究为其进行无标记生物传感应用提供了有价值的指导。     

部分填充双各向异性介质的圆柱形波导中混合模特性研究

本文首先引入一种新型双各向异性波导结构;给出了这类复杂波导中横向场分量的纵向场表示式以及纵向场分量满足的一组耦合模方程;重点分析了具有不同电磁参数的双各向异性介质中心加载时,金属圆柱形波导中混合模的分裂效应,色散特性和场分布。结果表明,由于多个电磁参数的引入,双各向异性波导具有一般各向异性和双各向同性波导结构所没有的新奇特性。     

液晶光波导中本征模内场分量间的关系

液晶光波导的本征模场分析是其器件设计的基础与理论支撑,模场分析的准确度直接影响到液晶光波导器件性能的好坏.为了准确分析液晶光波导中本征模场分量间的关系,我们执行了以下步骤.首先,根据麦克斯韦方程组推导出向列相液晶的磁场耦合方程,然后得出非寻常光波本征模式的磁场分量间比值与指向矢旋转角间的定量关系,并利用OptiBPM1...