V波段三维数值模拟研究介质加载梯形慢波结构

文章研究了介质加载梯形慢波结构V波段的热腔特性。在耦合槽和间隙处进行介质加载,降低主模的相速和改善色散特性。利用CST仿真该慢波结构,获得色散曲线以及耦合阻抗。在此基础上,利用CST粒子工作室对其注波互作用特性进行模拟研究。研究表明:V波段介质加载梯形线毫米波行波管对微波信号能够有效放大,频谱纯净。     

耦合腔慢波电路软件冷测模拟

使用HFSS模拟软件的软件冷测方法模拟耦合腔幔波电路的高频特性参数,主要包括色散特性和耦合阻抗.通常对色散特性的模拟采用谐振法.对耦合阻抗的模拟采用扰动法,而在HFSS中还可以利用准周期边界条件进行模拟.其模拟结果与实验数据进行比较.色散特性曲线相对误差低于0.8%.证明了计算机模拟冷测方法可以取代实验测试方法,同时也说明了HFSS三维电磁模拟软件在耦合腔行波管研究和发展中能起到很好的作用.     

圆形槽波导单管座结构的FDTD分析

圆形槽波导是一种新型的毫米波传输线,具有低损耗、低色散、宽频带、大尺寸和大功率容量等优点.利用时域有限差分法(FDTD)对圆形槽波导的管座进行分析,得到了单管座的电路阻抗的数值计算结果.并进一步研究管座不在中心位置情况下的阻抗变化.     

新型微带环慢波结构的研究

提出了一种新型微带慢波结构:微带环结构,对其高频特性进行了研究,采用微米量级的结构尺寸,将带宽拓展到毫米波段。通过利用电磁场仿真软件HFSS对该结构进行模拟计算,得到了各个结构参数下慢波电路的色散特性和耦合阻抗,分析了结构参数对其高频特性的影响。对微带环加杆结构的情况也进行了分析。得到对高频特性影响较大的结构参数,能够为器件的进一步研究提供指导参考。     

Ka波段脊波导到微带过渡器的设计

介绍了波导微带转换在微波应用中的重要意义,理论分析了波导到微带过渡的基础上,提出多节阶梯阻抗变换形式的过渡结构,并选用四分之一波长切比雪夫阻抗匹配的方法设计了波导-阶梯脊波导-微带过渡结构,并用高频仿真软件CST进行了仿真分析,经多次优化计算及多次调试,最终结果在28GHz～52GHz范围内插损小于0．4dB。其结构简单,易于加工,有一定的实用价值。     

电磁波在等离子体同轴波导中的非线性吸收衰减

本文研究电磁波在等离子体波导中的非线性吸收衰减。通过对同轴等离子体波导管边界条件的分析讨论,并结合了电磁波在等离子体中传播的非线性波矢,得到了电磁渡传播过程中的衰减常数与相位常数。本文就衰减常数与等离子体各参数、入射电磁波频率及波导尺寸的关系进行了讨论及数值模拟,最后与只考虑线性情况的结果作了比较,结果显示非线性项所起的作用是不可忽视的。     

基于FD-BPM的光波导光学相控阵特性研究

深入研究了光波导和光波导阵列的传输特性,根据二维有限差分光束传输法的基本原理,推导出了有限差分光束传播法(FD-BPM)计算所需要的公式,建立了FD-BPM在分析光波导TE模时所需的理论模型,并用MATLAB编写数值计算程序计算了波导耦合对光波导光学相控阵传输特性的影响。其对于合理设计波导阵列结构,提供扫描特性具有非常重要的参考价值。     

基于Matlab的多层平板光波导的模拟计算

本文采用传输矩阵法结合Matlab对多层平板光波导进行了计算模拟,获得了波导所支持的TE、TM模的传播方程。并以5层耦合平板光波导为例,计算了奇次和偶次和偶次模的模场分布,并用Matlab模拟了导波层厚度和导波层能量效率的关系,理论计算所得的导波层能量效率最优化厚度与实际参数一致,在实际设计和制备光波导领域具有一定的参考和指导作用。     

矩形波导中电磁波截止波长的理论计算

本文根据边值关系从理论上求出了时谐电磁波在矩形波导中的解,并对矩形波导管中传播的电磁波波解进行了讨论,计算了不同尺寸的矩形波导管的截止波长,说明波导管只适用于传播微波。     

复合结构偏心的缓变截面波导开放式同轴谐振腔电磁特性仿真研究

利用三维电磁仿真软件CST Microwave Studio,数值模拟了复合结构偏心对缓变截面波导开放式同轴谐振腔电磁特性的影响。结果表明:当内外导体的轴线同时存在平行偏心和倾斜偏心时,改变了腔体的边界条件,从而导致开放式同轴谐振腔的谐振频率、品质因数和场振幅下降,使谐振腔的有效长度(即形成驻波的长度)变短,减小了开放式同轴谐振腔回旋管振荡器中电子束与电磁波的互作用强度,使得起振时所需要的电流增大,器件的输出功率减小。复合结构偏心产生的影响比平行偏心或者倾斜偏心单独存在时更为严重。因此,在开放式缓变截面波导同轴谐振腔的实际制作过程中,应尽力避免发生复合结构偏心。     

一阶声波方程高阶交错网格有限差分数值模拟方法

在地震波数值模拟过程中,采用高阶交错网格有限差分法可以有效地压制频散,提高模拟精度。本文推导了三维一阶声波方程的空间任意偶数阶有限差分格式,并利用完全匹配边界条件对三维地质模型边界进行处理。数值模拟结果表明,该方法可以有效地吸收人为边界反射,不产生任何边界反射,取得了良好的吸收效果。     

矩形波导加载槽孔结构高频特性研究

利用仿真和实验相结合的方法,对矩形波导加载槽孔的结构高频特性进行了研究。仿真分析了奇对称和偶对称模式下的基模的色散曲线和结构参数对色散曲线的影响,通过实验测定验证了结构的色散特性。结果表明:周期大小和孔的长度对色散曲线影响很大,色散曲线几乎不受孔高影响,实验测得的色散曲线和模拟值吻合良好,达到了实验预期目标。     

全差分运算放大器设计

研究设计了全差分、高增益的CMOS运算放大器,本文采用折叠共源共栅结构、连续时间方式共模反馈以及宽摆幅偏置电路。基于CSMC0．61xmCMOS工艺,采用HSPICE软件对电路进行仿真。对各性能参数的仿真结果表明,该电路在输入2．5V电压的情况下,此电路的开环直流增益为80dB,相位裕度800,单位增益带宽74．5MHz,具有较高的增益。     

太赫兹波段波纹喇叭天线设计研究

采用理论计算和计算机仿真相结合的方法设计了一种高效率、宽频段和圆波导馈电的太赫兹频段波纹喇叭天线。分别比较了天线长度中每个波长分别具有3,4,5个波纹周期时的驻波系数,增益和频率的对应关系和天线在E面和H面的辐射方向图。仿真结果表明该天线具有低旁瓣、轴对称、交叉极化小的性能。天线的驻波系数小于1.3,最大增益为23dB,均达到设计指标要求。     

220GHz TE10-TE01侧壁耦合模式转换器的研究

设计并加工测试了一种高效率的中心频率220GHz的模式转换器,将矩形波导的TE10模式转换为圆波导的TE01模式。使用三维仿真软件CST进行模拟设计,在保证一定带宽的基础上,以减少噪声模式激励、提高转换效率为标准进行优化。模拟结果显示,中心频率220GHz时最大转换效率达到99%以上,转换效率98.5%以上的绝对带宽达到4GHz。实验结果表明该模式转换器对TE10-TE01的转换性能已达到工程应用要求。     

Transmission Line Circuit Models for Dielectric Waveguide

A general procedure is outlined for obtaining single or coupled transmission line models to represent the propagation of surface wave modes in conductively unshielded dielectric waveguides. The procedure uses a homogeneous electrically or magnetically walled waveguide having the same dimensions as the dielectric of the surface waveguide, to produce a set of orthogonal eigenfunctions. These eigenfunctions are projected upon Maxwell's equations resulting in a system of transmission lines coupled together through a wave immittance, which represents the ratio of a longitudinal and a transverse field component at the dielectric-air interface. Examples are given for various modes of the dielectric slab and the dielectric rod, in particular the HE_1n modes for the latter. The transmission line models derived for these examples consist of a single trasmission line found directly by projection or reduced from a coupled transmission line model by port elimination, or of two transmission lines coupled together. All circuit models derived preserve the basic properties of surface waves (e.g. no solution below cut-off), and any of the single line models can be solved to give explicit approximate algebraic formulae for the propagation constant as a function of frequency. Numerical results show that the dispersion curves calculated from the models versus exact values are generally excellent over the entire frequency spectrum.     

带状电子注空间电荷波色散特性研究

在引导磁场无限大的情况下,对平板波导中带状电子注进行理论分析,得出了行列式形式的色散方程并进行数值计算。研究了空间电荷波色散曲线随电子密度、电子注厚度和电子注能量等参量的变化规律,这些规律对带状注器件的研究具有一定的参考价值。     

基于最小二乘法的行波启动元件新算法

文章提出了利用小波变换进行故障暂态信号奇异性检测的新方法,分析了目前的基于Lipschitz系数的行波启动元件算法,指出其最主要的缺点是只利用相邻尺度的WTMM或WTMS比值来确定Lipschitz系数。而通过拟合各尺度的数据,采用基于最小二乘法的Lipschitz系数进行估算。ATP-EMTP仿真结果表明,改进算法能够更精确的分析故障信号的奇异性。