螺旋慢波电路高频特性的三维计算模拟

使用MAFIA软件对螺旋慢波线高频特性进行计算模拟,避免解析理论中的假设处理,提高了计算精度,与实验测试值相比色散特性的平均模拟误差为1%左右,耦合阻抗的平均误差为0.2%左右;并对不同建模方法下的不同模拟方法在计算时间和精度上作了比较,证明了准周期边界条件的模拟方法是一种在实际工程应用上同时满足精度与效率要求的模拟方法。

0.14 THz折叠波导行波管的设计与实验

对折叠波导慢波结构进行了研究,对其色散特性和耦合阻抗进行分析,并设计了输能窗和电子光学系统,在此基础上进行了粒子模拟的束波互作用计算。通过设计,对0.14 THz行波管进行了制管工艺的研究,包括慢波结构的加工和焊接等,完成了热测实验。在电压为16.3 kV,电子流通率为74%条件下,测试得到最大饱和输出功率3.1 W,输出频率140.08 GHz,增益27 dB,最大功率半带宽2.82 GHz。

高频腔本征值问题的三维数值模拟

运用有限积分法软件MAFIA和有限元软件ANSYS对两类高频腔的本征值问题进行数值模拟 ,将模拟结果与部分实验数据进行验证 ,得到了比较一致的结果 ,其平均计算精度在 5 %以内 ,证实了两种电磁软件都可用于高频腔本征值问题的数值模拟 ,在计算精度上为满足工程设计需要做了一些研究。另外将两种模拟软件在计算时间上作了对比。

耦合腔慢波特性及其注-波互作用的三维软件模拟

利用MAFIA软件分别对休斯型耦合腔慢波结构进行了由冷腔到热腔的计算机模拟,并将冷腔模拟结果分别与理论计算结果和实验测试结果进行比较,发现模拟结果更加接近实验值,色散特性的平均误差在0.02%左右,耦合阻抗的平均误差在5%左右,基本满足设计要求;由冷腔模拟结果导入MAFIA三维粒子模拟模块中进行注 波互作用模拟,对其工作机理进行了定性分析。

工艺参数影响的D波段行波管盒型窗分析

由于尺寸较小,D波段行波管盒型窗对各个参数的影响较为敏感,因此使用CST软件对蓝宝石窗片的盒形窗进行优化设计。从各个工艺参数出发,对窗片金属化层的内径和厚度,以及焊料层的厚度和圆波导高度等的影响进行了软件仿真分析,得到了优化后最佳值为10 GHz的带宽,即在133 GHz^144 GHz范围内,驻波比低于1.2。最后加入整个慢波结构和衰减瓷的模型中进行计算,得到了驻波比低于1.4的结果,满足整管指标要求。

耦合腔慢波电路的三维软件冷测模拟(英文)

讨论了在考虑行波管管壳影响的情况下,使用MAFIA模拟软件软件的冷测方法模拟耦合腔慢波电路的高频特性参数,包括色散特性、耦合阻抗和衰减特性,使色散特性精度提高到0.29%,其模拟结果比忽略管壳影响下的计算值更加接近实验数据,也证明了计算机模拟冷测方法可以取代实验测试方法。

非均匀磁场下14叶片5.8GHz磁控管的三维数值模拟

频谱噪声的抑制问题一直是磁控管的研究重点。对14叶片5.8GHz磁控管进行了三维建模,包括阴极、叶片、隔膜带、极靴和输出天线等。使用冷腔模拟得到了π模腔体频率5.86GHz。热腔模拟计算得到7个电子轮辐,说明管子在π模正常工作。在某种极靴结构下,计算得到腔体中存在一个近似二次曲线的非均匀磁场分布。在阳极电压4.5kV、非均匀磁场中心值0.289T时,模拟得到输出频率5.891GHz,阳极电流1.55A,输出功率4.9kW,电子效率70.3%的结果。输出频谱比较干净,抑制了非π模式的工作,提高了工作效率。

D波段7W连续波折叠波导行波管的研制

介绍了一种D波段连续波行波管放大器。该行波管采用了高压缩比皮尔斯会聚电子枪、折叠波导慢波结构(FWSWS)、蓝宝石输能盒形窗、周期永磁聚焦系统、集中衰减器以及一级降压收集极,经过装配、焊接、排气、磁场调试等过程,得到了D波段连续波放大器样管,并进行了流通率的调试和信号放大的测试。实验测试结果为:电子电压15.4 k V,电子流通率97%时,连续波输出功率7.3 W,中心频率140.2 GHz,增益24.6 d B,3 d B带宽3 GHz。该放大器连续运行稳定,满足工程化要求。

0.14THz折叠波导行波管中衰减器的设计

0.14 THz折叠波导行波管是一种宽频带高增益器件,容易产生自激振荡,破坏管子的正常工作。在管内加入衰减器是抑制其振荡的核心技术。本文考虑了衰减材料的配比选择,以及结构形状的匹配,运用三维模拟软件对衰减器的吸收和反射特性进行计算,优化并研制出适合0.14 THz行波管使用的衰减器。进行冷测后,其匹配和吸收特性都满足衰减器需求,为制作0.14 THz行波管放大器奠定了基础。

8mm回旋行波管和返波管的三折螺旋波纹波导色散分析

三折螺旋波纹波导使TE11模和TE21模相互耦合,其色散曲线能够在宽频带内与电子回旋共振,因此需要对色散方程进行研究。提出了适合工程实用的行波模式和返波模式的色散方程,并对方程中的耦合系数进行了简化,误差在1%左右。利用CST软件的VBA语言对螺旋波纹波导进行建模和计算,根据模拟得到的传输特性曲线的特点,提出一种模拟方法,将模拟与理论计算得到的色散曲线作对比,误差在5%左右。

三维螺旋慢波电路的精确的冷测模拟

利用MAFIA的准周期边界条件对螺旋慢波电路的高频特性进行模拟 ,发现模拟结果在一定的网格取值范围内作微小变化 ,在此基础上使得色散曲线趋于数值收敛 ;并提出利用MAFIA后处理模块直接计算耦合阻抗的方法 ;将模拟计算结果与实验测试值进行比较 ,其平均误差范围达到设计要求 。

改善效率的0.14 THz折叠波导慢波结构设计

在研究0.14 THz折叠波导行波管中,提出一种三段相速跳变的设计,使得电子能够在输出段与行波场发生速度再同步,从而提高了电子工作效率。根据色散公式,找到一种影响相速变化的结构因素。通过优化设计进行大信号程序计算,在电压14.95 k V、工作电流30 m A时,与未采用相速变化的结构相比,140 GHz时功率提高了0.84 W,效率提高了9.13%;在142 GHz时功率提高了0.88 W,效率提高了10.4%;-1 d B带宽由原来的5 GHz提高到7 GHz,扩展了行波管的带宽,提高了电子与波的互作用效率。

二次谐波回旋行波管Cusp电子枪的模拟与实验研究

利用3D PIC软件和乌克兰开发的电子光学计算软件TAU对二次谐波回旋行波管Cusp电子枪进行模拟,提取电子的3维运动速度计算横纵速度比。在阳极电压和阴极电流变化的条件下,对电子速度比和速度零散随之而变化的情况进行了模拟,得到平均速度比1.1和平均速度零散9.5%的结果。基于电子平均半径,并根据电子平均半径与横向速度、纵向速度的关系提出了一种实验测量速度比的方法。当电子轰击荧光屏玻璃时,玻璃上的荧光物质感应到光斑,测量空心光斑的平均半径可计算得到电子速度比,其结果与模拟值误差15%。

纵向金属导体加载螺旋慢波特性的理论研究

考虑角向均匀谐波与非翼片区角向高次谐波的影响,运用场匹配法参考脊加载环板慢波结构的边界条件,推导得到翼片加载螺旋慢波结构的色散特性方程,在此基础上推导得到有限翼片加载下的耦合阻抗和衰减常数。运用MAFIA软件对该结构进行模拟计算,将理论结果与模拟计算和部分实验数据进行比较,其曲线趋势基本一致,反映了该结构的物理本质,本方法为各种类型的翼片加载螺旋慢波特性的计算提供了一种参考手段。

考虑螺带厚度的纵向导体加载螺旋慢波特性分析

考虑非翼片区角向高次模式以及螺带厚度,运用场匹配方法参考脊加载环板慢波结构的边界条件推导得到翼片加载螺旋慢波结构的色散特性方程;并运用MAFIA软件对该结构进行模拟计算,将理论结果与模拟计算进行比较,其误差范围基本满足设计精度的要求,并讨论了不同翼片结构参数对色散特性的影响,为各种类型的翼片加载螺旋慢波特性的计算提供了一种参考方法.

大功率太赫兹回旋管的腔体分析与模拟

以0.3 THz回旋管为研究对象,对TE06模回旋管腔体进行理论分析和起振电流的计算,以避免模式竞争的出现。对选取的电参数进行粒子模拟仿真,在10 kV和300 mA条件下得到TE06模输出、平均输出功率为152 W及输出频率为299.5 GHz的模拟结果,并对不同磁场和不同电流情况下输出功率进行了分析,为太赫兹回旋管的研制提供参考。

0.14 THz双注折叠波导行波管的高频系统设计

随着太赫兹通信技术的发展,对于0.14 THz折叠波导行波管(FWTWT)的研究需求向着更高的功率和更宽的带宽发展。对双注行波管中的双路折叠波导慢波电路进行分析,得到不同参数下的高频特性变化规律。并对双路折叠波导慢波电路的功率分配和功率合成效率进行分析计算,得到功率合成效率96.3%。最后对双路慢波电路、功率分配/合成器和集中衰减器进行建模,并对注波互作用进行计算。在高压15 kV和单注电子的发射电流为40 mA条件下,得到0.14 THz频率下的合成输出功率为56 W,增益为31.4 dB,3 dB带宽为7 GHz。

我国高新技术武器装备发展战略的博弈论研究

针对我国军队武器装备的高科技化,用博弈论的方法研究符合我国经济发展速度和水平的高新武器装备发展战略,提出了同我国的经济发展“三步走”战略同步的遏制、威慑均衡和超越的近期、中期和远期博弈目标,以实现我国经济和国防事业的双协调和双发展,逐步提高我国的综合国力,最终把我国建设成为社会主义现代化经济和军事强国。

基于数据库的派生式计算机辅助工艺设计系统的研究

就数据库在CAPP系统研制开发过程中的有效应用的问题 ,系统地阐述了文件存储结构和数据库存储系统 ,提出了基于数据库CAPP系统的开发方法及模型 ,简要介绍了系统实现方案。

周期永磁聚焦电子注性能计算机模拟

使用全三维电磁场粒子模拟程序MAFIA建立了行波管周期永磁聚焦系统模型,计算了磁系统中的磁场分布和静态电子注传输特性。分析了周期永磁系统聚焦电子注传输特性,并重点讨论了磁场强度、磁场端部效应和横向速度分布对电子注聚焦性能的影响。为周期永磁聚焦系统的工程设计和优化提供了有价值的模拟结果。