基于新型超宽带慢波微带传输线的设计

效率高、体积小、质量轻的微波无源器件是5G频段移动通信覆盖的必备设备。文中在研究传统微带型曲折线慢波结构和开路枝节加载基础上,提出基于超宽带慢波微带传输线的设计并进行研究,利用电磁场仿真软件HFSS对该慢波微带传输线进行模拟仿真,仿真结果表明,超宽带慢波结构与普通微带线相比,频带宽,尺寸小,损耗低,成本低,满足5G通信系统的需求。最后通过对加载了所提出的新型慢波微带传输线的小型化U型移相器的实验数据分析表明,该新型慢波微带传输线在基站天线系统中有着广阔的市场应用前景。

新一代动环监控管理体系研究与应用

随着国家“双碳”战略的推进实施及新一代信息技术的迅猛发展,通信能源及通信基础设施动力环境管理系统面临着极大的转型升级压力。针对运营商传统动环系统架构体系、功能设计和平台演进等方面存在的问题,本文从新一代动环管理建设目标、演进方向和业务需求等角度,全面提供了解决方案。

基于DRIE的太赫兹行波管硅基低损耗慢波结构工艺技术研究

行波管慢波结构的制造通常采用计算机数字化控制精密机械加工技术。随着工作频率的提升,对慢波结构特征尺寸精度的要求达到微纳米级,导致加工难度大、周期长,成本高昂,一定程度上限制了技术的快速发展。硅基MEMS加工工艺具备优秀的三维形貌可控性,尺寸控制精度高,批次一致性较好。本文针对太赫兹行波管功率源对双槽深折叠波导慢波结构的设计要求,开发了基于硅基底材料的三维集成工艺制造技术。采用光刻胶掩蔽结合介质掩蔽工艺方法,聚焦优化深反应离子刻蚀(Deep reactive ion etching,DRIE)中刻蚀钝化平衡参数,完成了电镀金和金金键合的完整工艺流程开发,实现了工作频率达0.65 THz、单位长度插入损耗低至1.6 dB/mm的高性能硅基太赫兹慢波结构150 mm晶圆级工艺制备,为太赫兹行波管的技术突破和应用发展建立了技术基础。

基于慢波半模基片集成波导的紧凑型平衡滤波器设计

本文基于慢波半模基片集成波导(Slow-Wave Half-Mode Substrate Integrated Waveguide,SW-HMSIW)结构,设计了一款紧凑型平衡滤波器.该滤波器由金属盲孔阵列加载的SW-HMSIW多模谐振腔、两对间距0.5λ_(g)的差分馈电线(λ_(g)为滤波器中心频率处的波长)组成.该平衡滤波器由于利用了HMSIW多模谐振腔的不同模式,TE_(102)^(SW)和TE_(106)^(SW)两个模式工作在共模(Common Mode,CM)状态,而TE_(103)^(SW),TE_(104)^(SW),TE_(105)^(SW)这3个模式工作在差模(Differential Mode,DM)状态;因此该滤波器相较于已发表文献中的SIW平衡滤波器,具有更宽的工作带宽.进一步,慢波结构的引入实现了对HMSIW多模谐振腔不同模式谐振频率的调控,明显降低了谐振腔的纵向及横向尺寸,实现了滤波器的紧凑化设计.本文提出的滤波器,其总尺寸为1.86λ_(g)×0.34λ_(g),-3 dB DM工作相对带宽可达32%,-20 dB CM抑制相对带宽可达23%.与同类HMSIW平衡滤波器相比,本文提出的SW-HMSIW平衡滤波器的电路面积减小了约42%.

同轴周期慢波结构色散特性的通用数值解法

运用场匹配法和傅里叶级数理论,提出一种原则上可数值求解任意同轴周期慢波结构色散特性的方法,给出了同轴慢波结构TMon模的色散方程。基于该方法,编制了Matlab程序,给出了同轴波纹波导和同轴双波纹波导色散特性,以算例形式分析计算了同轴盘荷波导的色散特性。数值计算结果与多维全电磁模拟软件结果进行比较,证明了该数值算法的准确性和可靠性。

轴对称渐变型类周期慢波结构的色散特性

运用场匹配法和傅里叶级数理论,提出一种原则上可数值求解任意轴对称渐变型类周期慢波结构色散特性的方法。采用该方法编制了计算渐变型波纹波导和渐变型盘荷波导色散曲线的Matlab程序,详细分析并讨论了这两类典型渐变型类周期慢波结构的色散特性。数值计算结果与多维全电磁模拟软件模拟结果的数据吻合度较高,验证了该数值算法的可靠性。另外,该方法具有较强的普适性和扩展性,也可退化到任意轴对称周期慢波结构色散特性的求解,为慢波结构的设计提供一种简单有效的途径。

排气工艺对慢波系统散热性能的影响

通过多次的实验测试,研究了排气工艺对螺旋线行波管慢波系统散热性能的影响。首先,对未装入整管的慢波系统在排气处理前后进行了实验研究。然后,对几支不同的整管进行了研究,实验所测试的整管中慢波系统分别采用了不同的装配方法。分析与比较实验结果,得到了十分一致的结论。

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。

带状螺旋慢波结构色散的研究

本文首次运用螺旋坐标系给出了带状螺旋线缝隙内的电磁场解，并据此计算了带状螺旋慢波结构的色散特性文中采用了严格的边界条件，并以傅立叶展开进行了严格的数学处理．另外还首次对有介质区域内各层的径向传输系数作了区别本文使用这种方法计算了我们已研制的一些宽带高功率行波管所用的慢波线结构的色散特性，理论与实验符合得很好我们还计算了不同结构参数对色散特性的影响，并与实验作了对照。

相对论返波管注入锁相的数值模拟

给出了一种基于梯形慢波结构的相对论返波管结构,并采用2.5维全电磁PIC粒子模拟软件对其前端注入锁相进行了模拟研究。注入功率从二极管区注入相对论返波管中,注入功率50 kW,注入比$48.3dB时,返波管输出的相位抖动在±20°范围内,并拟合了返波管相位抖动与注入功率之间关系,给出了判断返波管相位抖动大小的经验公式。注入功率提高至120 MW,注入比$14.5 dB时,注入信号对相对论返波管输出的频率实现了牵引。

O型契伦柯夫器件慢波结构高频特性

理论推导了电磁波在半无限长直波导和均匀慢波结构交界面上的反射系数表达式,得到反射系数模值和相位随电磁波的纵向相移常数和慢波结构末端相位的变化关系。运用传输线理论以及反射系数的理论计算结果,得到了有限长慢波结构的纵向谐振条件,可以分析各种情况下有限长慢波结构的纵向谐振特性。计算了一种有限长慢波结构的纵向谐振频率,理论预测与数值仿真结果基本一致。对于一种非均匀慢波结构的数值计算结果表明,其纵向谐振模式对应的频率、场分布与相应的均匀慢波结构接近,因此仍可根据提出的纵向谐振条件对非均匀慢波结构进行分析。

横向行波偏转结构中电磁场分布及腔间耦合系数的理论研究

模拟分析了横向行波偏转结构中传播的HEM11波的特性,并与加速模式TM01进行了比较。设计并加工完成了该偏转结构的实验腔,用谐振微扰法测出了中间腔的横向场分布曲线,并与HFSS模拟结果进行了比较,模拟结果和测试结果一致,其横向场的最大值在偏离轴心径向的中间位置。用HFSS模拟了腔的色散特性,对有稳定孔和没有稳定孔的情况进行了比较,用谐振法对实验腔的色散特性进行了测试,测试结果和模拟结果一致。通过对等梯度偏转结构等效电路的简化,给出了等阻抗结构的等效电路,定性分析了此偏转结构的腔间耦合情况,计算了腔间耦合系数,模拟结果和测试结果一致。

TDRSS用户应答机双工器的研制

本文介绍ＴＤＲＳＳ 用户应答机毫米波前端双工器的研制。双工器采用波导Ｅ面金属膜片滤波器和波导Ｅ 面Ｔ 形接头的结构形式。对设计中方案选择、结合数值技术和电路ＣＡＤ 技术的设计方法，及设计所采用的电路模型作了详细介绍。最后给出了双工器的测试数据。所采用设计方法可用于直至３ ｍ ｍ 频段的双工器和多工器的设计中。

光电位敏探测器的现状及发展

基于横向光电效应的位置敏感探测器(PSD)是一种非分割型的、可测量入射光能量重心的光电器件。本文回顾了光电位置敏感探测器的发展过程,分析了常用的几种类型PSD的结构和工作原理,对PSD的性能指标进行了分析和归纳,并对PSD的国际及国内研究现状进行了阐述,最后对PSD的关键技术及发展趋势进行了扼要分析及展望。

平面人工传输线等效集总参数经验公式的研究

平面人工传输线是一款性能良好的新型慢波结构,主要由弯曲线电感、交指电容等微带准集总元件构成。系统研究了弯曲线电感和交指电容的等效集总参数随结构参数变化的规律并给出反映这些规律的经验公式,考虑微带介质基板厚度和介电常数的影响,将所得经验公式进行修正使之适用于不同介质基板厚度和介电常数的情况,将修正的经验公式应用于基于平面人工传输线的威尔金森功分器的设计中。所得经验公式可用来快速、准确地设计平面人工传输线,对其他微带不连续或慢波结构的设计也具有参考意义。

THz交错波导慢波结构高频损耗研究

利用等效电导率方法对310 GHz的双栅交错波导慢波结构中电磁信号的传输损耗进行了仿真研究,比较了不同导体表面粗糙度和不同谐波造成的高频损耗的影响。仿真结果表明表面粗糙度会使传输信号严重衰减,频率相同的-1和+1次空间谐波传输损耗也有较大差异,传输-1次空间谐波时的导体单位损耗更大,且随表面粗糙度增加,损耗增加速度更快。模拟了不同的粗糙度对慢波结构增益、带宽等工作性能参数的影响,结果显示高频损耗会使增益下降、带宽降低。

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。

一种快速分析周期性慢波结构色散特性的方法

分析了周期性慢波结构中的场分布特点,提出了一种利用粒子模拟软件Magic快速分析周期性慢波结构色散特性和描绘色散曲线的方法.以一个具体的慢波结构为实例,详细介绍这种方法的操作过程,并结合周期性慢波结构的场分布特点及其他电磁理论分析这种方法的原理,理论证明它的可行性.这种方法尽管有一定的误差,但是其操作简单而迅速,在进行一些微波电子器件的初步设计工作当中有一定的实际意义.

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γα（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γα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。

一种能适应低电压大功率应用需求的毫米波耦合腔慢波结构

本文在分析传统耦合腔慢波结构的基础上 ,提出了一种具有低电压大功率特点的耦合腔慢波结构。该慢波结构可以充分利用传统耦合腔慢波结构的成熟工艺 。