回旋速调管调制腔模拟分析

多腔回旋速调管中的调制腔采用内外腔同轴结构,对回旋电子注角向群聚起着关键作用。用场匹配理论及HFSS软件对调制腔冷腔特性进行了研究,对多种输入结构、耦合缝尺寸和方位、腔体长度、半径进行了模拟。分析表明,耦合狭缝中心线与输入波导轴线成45°,耦合缝长度达到0.72时,内外腔储能比值达到41.65;耦合缝尺寸对腔体Q值影响较大,但并非呈简单线性关系,并且Q值对缝长的变化比缝宽的变化要敏感得多;而狭缝尺寸变化对谐振频率的影响不大;计算了内外腔储能,得到了模式转换效率高、内外腔储能比高、性能优良的调制腔。

S波段磁绝缘线振荡器的数值模拟

设计了一种阶梯阴极型S波段磁绝缘线振荡器,通过对其色散关系的研究,选择了合理的结构参数。通过对开放腔模型的分析,得到了磁绝缘线振荡器的谐振频率和有载品质因数。粒子模拟表明,在外加电压523 kV、束流49.7 kA时,微波输出功率4.35 GW,频率2.10 GHz,功率转换效率16.7%。

C波段磁绝缘线振荡器开放腔高频特性分析

建立了C波段磁绝缘线振荡器开放腔模型，通过监测宽带激励源的响应计算出开放腔的谐振频率和有载品质因数。用时域有限差分法计算了不同的径向位置一个周期内的径向电场随纵向距离的变化。计算表明：0～4．1cm区电场很小但不为零；4．1～11．5cm区域电场呈现驻波特性；在11．5～20cm区域电场分布比较复杂．表现两个性质．一是驻波场过渡到行波场，二是从周期性加载圆柱谐振腔的TM。。模过渡到同轴线的TEM模；在20-36．85cm区域电场每经过1／4周期向右传播1／4波长，表现出行波特性。由此根据该计算结果将开放腔中的场从左到右分成4个区：截止区、驻波区、过渡区和行波区。最后根据定义计算了开放腔的固有品质因数和有载品质因数。

四腔阶梯阴极L波段MILO数值模拟

为了提高器件微波输出功率和功率转换效率,设计了一种四腔结构L波段阶梯阴极磁绝缘线振荡器,运用开放腔高频分析方法得到了谐振频率和高频电场分布,并计算得到了器件的有载品质因数。运用粒子模拟方法对器件进行研究,典型的粒子模拟结果为:在束压为578kV和束流为46.5kA条件下,得到功率为5.1GW的微波输出,工作频率为1.21GHz,功率转换效率为18.9%。最后讨论了电压变化对器件的功率转换效率和频率的影响:器件工作频率受电压变化影响较小;功率转换效率受电压影响较大,在电压为667kV时效率达到最大值20.45%。

基于统计能量法的声场-结构耦合模型高频振动隔振分析

应用统计能量法软件计算高频域卫星的声场-结构耦合响应,并设计被动隔振与主动式有效载荷适配器相结合的减振方案。利用有限元建模和AutoSEA仿真进行减振模拟分析,证明综合隔振方案的提出有效减弱了各阶模态频率上的振动响应,同时也消除了声场振动声压的波动峰值。且充分说明AutoSEA仿真计算对于高频声场-结构耦合问题的可行性与准确性。

一种S波段磁绝缘线振荡器的高频特性研究

用数值计算的方法计算了S波段磁绝缘线振荡器（S-MILO）的主慢波结构谐振腔的π／4模、π／2模、3π／4模和π模的谐振频率，分别为1．40，2．21，2．46和2．51GHz；计算出S-MILO封闭腔中的谐振频率依次为1．26，2．04，2．42和2．53GHz，并计算了本征π模时的Q值。通过监测宽带激励源响应计算出S-MILO开放腔的谐振频率为2．43GHz。对S-MILO开放腔传输特性研究表明：频率为2．25～3．05GHz的微波，在第一腔内得到了有效抑制，输出微波的频率范围为2．2～2．5GHz。通过对其传输特性进行研究，验证了S-MI—LO的高频电磁结构的合理设计。

ANSYS软件在高频电磁场上的应用

本文介绍了ANSYS软件在高频电磁场仿真方面上的应用,分析了ANSYS软件在进行三维高频电磁场仿真所涉及的有限元分析和电磁场方面的基础理论,简要阐述了ANSYS软件的分析步骤、注意事项、高频电磁场激励源类型和电磁场边界条件等,用ANSYS软件对矩形谐振腔进行了模态分析,得到的数值解与理论分析的结果符合的非常好,也正确的反映了矩形谐振腔的谐振模式。

高功率微波系统中弧光效应诊断预警系统设计

电弧放电效应是高功率微波系统中普遍存在的问题,为了确保微波系统的安全稳定工作,通常需要一种快速且稳定的诊断预警系统对电弧放电效应进行在线监测。利用开源硬件和LabVIEW数据采集软件设计了一套实时监测装置,该装置可以在数十微秒量级以内实现对腔体内电弧放电产生响应,从而达到保护高功率微波腔体的目的。该装置安装在耦合器的探测器室,并采用了一种冗余硬件设计方法来提高系统的稳定性。本文主要讨论该微波腔体电弧放电效应诊断预警系统的设计方案、软硬件架构和性能分析,并给出了该系统的初步实验结果。

HEM_(11)模磁绝缘线振荡器的高频分析

作为小型化和紧凑型的高功率微波源,磁绝缘线振荡器(MILO)在过去十几年里得到了广泛的研究和发展.在大多数研究中,最低的对称模一直被当作器件的主模.然而,由于结构的对称性或者电子发射均匀度不理想等原因,很容易激励起非对称模式.计算了MILO同轴结构中同时包含对称模和非对称模的本征方程.在此基础上,通过对结构的优化设计,提出了一种HEM11模工作的MILO,并开展了原理性实验.在二极管的电压为480kV,电流为39kA条件下得到了功率为1.2GW,脉冲宽度为40ns的微波输出,功率转换效率约为6.5%,微波频率为1.98 GHz,模式为HEM11模.

前缘高频振动对亚声速开式空腔内强噪声影响的数值研究

空腔流动现象广泛存在于各类航空飞行器中,对其包含的多种复杂物理现象的研究具有十分重要的工程及实际意义。采用大涡模拟方法对开式空腔噪声进行数值仿真,并研究了腔体前缘壁面施加高频振动后对腔体内部纯音噪声及模态的影响。研究发现随着壁面振动频率的提高,腔体内部的纯音噪声峰值逐渐降低,当腔体前缘壁面振动频率达到4 000Hz时,腔体内部1阶与2阶模态的纯音噪声峰值分别降低15dB和17dB。因此在腔体前缘壁面施加高频振动能显著地降低腔体内部的纯音噪声,为扩展开式空腔的工程应用奠定了良好的理论基础。