Full Wave Analysis of a Broad Wall Waveguide Slot Coupler

A rigorous analysis of a broad wall slot coupler composed of two crossed rectangular waveguides by using FDTD method is presented. Two types of slots, a longitudinal/transverse slot and a centered-inclined slot, are analyzed. Coupling slot characteristics are obtained, including scattering parameters and the resonant length for different waveguide dimensions and frequencies. The numerical results are all in good agreement with those by the method of moments. A coupler system with a short circuit port is also analyzed to help designing the slot array.

开槽盘式磁力耦合器电磁转矩理论分析

对于开槽盘式磁力耦合器输出转矩的求解,提出了一种能够考虑磁路中各支路差异性以及相互作用的等效磁路法。导体转子采用的开槽形式,使得磁路中永磁体对应的气隙、导体和齿槽组成的支路并不相同,各支路的具体形式和内外转子相对位置有关;所提方法考虑各永磁体块所对应不同支路对电磁转矩的影响,并把整个磁路作为一个整体进行求解,考虑了各支路间的相互作用,提高了开槽盘式磁力耦合器输出转矩的计算精度。最后,利用所提方法对磁力耦合器不同滑差率、不同极弧系数和不同开槽比下的输出转矩进行了预测,并通过三维有限元分析和实验进行理论验证。经验证,所提方法能够满足工程应用的准确性要求。

温度影响下的开槽盘式磁力耦合器调速特性

针对温度影响下盘式磁力耦合器调速问题,以一台6对极16槽的开槽盘式磁力耦合器为研究对象,基于矢量磁位法,结合修正三维端部效应的卡特系数并考虑温度对永磁体剩磁的影响,依据磁力耦合器轴向介质不同与导体盘轭铁和铜导体交替排列的结构,推导出其整体的电磁转矩公式。再分别建立恒转矩负载、二次方率负载和恒功率负载工况下的调速关系解析模型。通过有限元模拟分析,确定了不同温度、不同气隙下的开槽盘式磁力耦合器在3种不同负载工况下的调速范围与调速特性。最后,搭建试验平台进行调速性能试验,将不同负载工况下磁力耦合器电磁转矩与输出转速的理论、仿真、实验值三者进行对比,结果表明理论模型有较高的准确性,为开槽型磁力耦合器在调速系统中的智能调控提供了理论依据。

基于slot波导的硅基长波红外偏振无关定向耦合器分析

硅基长波红外集成光电子器件是集成光学发展的一个新兴领域.阐述了利用等比例放大原理设计该波段下的slot波导的思路,分析了波导的限制因子、偏振特性等性质,并提出了工作波长为10.6μm的偏振无关slot波导定向耦合器.

开槽盘式磁力耦合器径向不对中时传动性能分析

为了研究开槽盘式磁力耦合器径向不对中时的传动性能,以等效磁荷理论为基础,将运动中切割磁力线产生磁场的铜导体涡流区域等效成永磁体,结合库伦定律,建立开槽盘式磁力耦合器径向不对中时的输出转矩计算模型;通过有限元软件对开槽盘式磁力耦合器径向不对中时的磁感应强度、铜层功率损耗、输出转矩进行有限元分析,确定了耦合器径向不对中量所允许的最大值。研究结果表明,随着径向不对中量的增大,磁力耦合器工作过程中的感应磁场减小,从而引起耦合器最大磁感应强度增大,铜层功率损耗以及输出转矩逐渐减小;同时,二者随时间变化的曲线波动也越来越显著,当径向不对中量不超过6 mm时,开槽盘式磁力耦合器工作过程中依然能够保证较为准确地输出转矩,其转矩波动也相对稳定。

开槽盘式涡流耦合器调速理论分析

针对开槽盘式涡流耦合器调速特性,运用安培定律推导出感应涡流产生的感应磁场的表达式;将感应磁场引入等效磁路模型,结合基尔霍夫定律推导出电磁转矩的计算公式;并将电磁转矩公式分别与恒转矩负载和二次方率负载表达式联立,得到相应负载工况下的调速关系理论公式。运用三维有限元仿真和实验对所提出的调速理论模型进行验证,结果证明,所提出的理论模型在气隙长度较小的情况下具有较好的准确性。

MPSTD算法子域分界面上改进的特征变量匹配条件

多区域时域伪谱(MPSTD)算法用于复杂问题分析时,整个计算域的相邻子域间将存在多种类型的分界面,子域间信息的交换通过这些分界面上的匹配条件来实现.由于特征变量(CV)匹配条件的局限性,它只适用于一些特定类型的分界面.为此,本文针对任意类型分界面,推导了改进的特征变量(ICV)匹配条件,并给出了ICV匹配条件在分界面上的场值更新关系.在此基础上,将MPSTD算法与ICV匹配条件相结合分析了两根正交矩形波导构成的波导宽壁中心斜缝耦合器,数值结果与FDTD结果的一致性充分说明了ICV匹配条件的准确性和有效性.同时,对矩形波导宽壁中心斜缝耦合器的分析也拓展了MPSTD算法的应用领域.

聚合物填充的狭缝波导定向耦合器的数值分析(英文)

利用亥姆霍兹方程和有限差分法,给出一种用于分析聚合物SU-8填充的双狭缝波导定向耦合特性的数值方法,推导出双耦合狭缝波导模式特性的特征方程,并做了离散化和稀疏化处理,得到耦合波导的模式场分布和有效折射率.通过求解最高阶偶对称和最高阶奇对称模式的有效折射率,得到TE和TM偏振态下定向耦合器的耦合长度.数值分析结果表明,当耦合间距小于800nm时,耦合长度小于100μm.利用椭偏仪测得狭缝波导各层材料的光学参数随工作波长的色散关系,研究分析了双狭缝波导耦合长度和模式损耗的色散特性.分析显示,随着工作波长的增大,两种偏振模式下的耦合长度均减小,且TM模式下的耦合长度大于TE模式下的耦合长度,当工作波长为1 550nm时,二者分别为28.2和26.2μm(两狭缝波导间的耦合间距为0.5μm时).同时,模式损耗也随波长的增大而减小,且TE模式损耗大于TM模式损耗,当工作波长为1 550nm时,TE及TM模式的振幅衰减系数分别为5.65和3.16dB/cm.

回旋速调管输入耦合器分析与设计

对Ka波段工作模式为TE01模和TE02模的两种回旋速调管的输入耦合器进行了详细研究,利用模式匹配理论和HFSS建模仿真计算了内圆柱腔和外同轴腔的尺寸;提出了一种与软件计算相结合的模式纯度计算方法,对内腔工作模式纯度、内外腔能量分数进行了计算。内腔侧面上的耦合缝的大小、角向位置都直接决定外同轴腔内的TEm11模向内圆柱腔的TE0n1模的耦合情况。针对耦合缝与输入波导成45°和0°分布两种情况,研究了耦合缝长、宽和角向偏移,以及内外腔频差对频率、Q值及内腔能量分数的影响。分别设计了Ka波段内腔工作模式为TE011、外腔为TE411和内腔TE021、外腔TE811的两种输入耦合器,并利用矢量网络分析仪对内腔工作模式为TE011的耦合器进行了冷高频测量,测得频率为34.257 GHz,与计算结果34.300 GHz仅相差43 MHz。

X波段矩形波导宽边复合缝隙耦合器的MPSTD算法分析

针对MPSTD算法在波导宽边复合缝隙问题中的应用,重点研究了X波段标准波导宽边复合缝隙耦合器的缝隙谐振长度和散射参量特性。仿真结果表明,将MPSTD算法应用于波导耦合缝隙问题的分析,可实现对该问题的精确建模,具有较高的计算精度和效率。

矩形波导宽壁复合缝隙耦合器的MPSTD算法分析

本文首先研究了多区域时域伪谱(MPSTD)算法应用于波导问题分析时的时域激励源设置方法。然后在此基础上,将MPSTD算法应用于矩形波导宽壁复合缝隙耦合器的分析。针对X波段半高波导,得出了耦合缝隙在不同高度、不同偏置和不同倾斜角度下的谐振长度和散射参量特性。仿真结果表明,将MPSTD算法应用于波导缝隙耦合器的分析,具有较高的计算效率和计算精度。同时该问题的MPSTD分析也拓展了MPSTD算法的应用领域,为准确、快速分析复杂波导问题的宽频时域特性提供了一种思路。

复合缝波导耦合器的全波分析

本文使用时域有限差分法 (FDTD法 )对由两根正交矩形波导构成的复合缝耦合器进行了严格分析 ,得出在不同偏置、倾斜角度和谐振频率下耦合缝隙的谐振长度和散射参量特性 ;并对带有短路器的复合缝波导耦合器系统进行了分析 。

开槽型盘式异步磁力耦合器调速特性

针对盘式异步磁力耦合器的转速调控问题,以一台18极16槽的开槽型盘式磁力耦合器(SAAMC)为研究对象,基于等效磁路(MEC)法,结合卡特系数并考虑三维端部效应,建立磁路计算模型,推导出电磁转矩公式,分别建立恒转矩负载、二次方率负载和恒功率负载工况下的调速关系解析模型。运用有限元软件模拟磁力耦合器的机械特性曲线、调速特性曲线及功率特性曲线,并结合不同负载的特性对磁力耦合器的调速性能进行分析,通过最大转矩点和最大功率点确定了三种工况下耦合器的调速范围及调速特性。最后,搭建恒转矩负载和二次方率负载的试验平台进行调速性能试验,所得试验值与理论计算值、仿真值较为一致。以上研究为开槽型磁力耦合器在调速系统中的智能调控提供了理论依据。

不对称槽线及其在三维微波集成电路中的应用

介绍了不对称槽线的特性,分析了以不对称槽线构建的复合环、支线定向耦合器、平衡功率分配器、多层滤波器、多信道功率分配器等组件的性能。这些组件体积小、重量轻、频带宽、电压驻波系数小,并且大多数可应用于毫米波段,是三维微波集成电路中的重要组成部分。研究表明不对称槽线具有优良的特性。

梯形截面硅基垂直多槽纳米线定向耦合器全矢量分析

采用一种基于三电场分量的全矢量有限元法,其中引入了完善匹配层(PML)吸收边界条件,分析由梯形截面硅基垂直多槽纳米线构成的平行定向耦合器.考虑了波导侧壁倾角、耦合波导间距、槽宽及槽折射率的变化对定向耦合器性能的影响.给出了准TE与准TM偶、奇模有效折射率、耦合长度及模场分布,揭示了其模式的混合特性及模场分布特点.分析结果表明,恰当选择结构参数及材料参数,可实现两偏振态下相同耦合长度,定向耦合器在偏振无关条件下工作.

机电液结合高速冲槽机的运动控制

在研究现有多类冲槽设备的基础上,结合液力耦合器涡轮轮盘冲槽工艺特点,设计了一套机、电、液配合的运动控制方案,开发出新型高速冲槽机。系统采用弧面凸轮机构实现分度运动,保证分度精度与速度;采用冲击油缸实现冲槽运动,保证冲压力的实现;采用PLC与触摸屏系统进行运行控制与监测,实现参数调整与系统交互,降低设备操控难度。设备的稳定运行验证了该系统的可靠性。

一种新型半模基片集成波导三孔定向耦合器

半模基片集成波导(HMSIW)是近年来出现的一种高性能平面导波结构,具有传输损耗小、功率容量大、易于集成等优点,已开始广泛应用于微波无源器件的设计中。文章基于HMSIW技术与PCB工艺技术设计制作了一种新颖的三孔定向耦合器,通过在耦合孔上金属面蚀刻"工"字形槽增加孔的耦合量。设计的HMSIW三孔定向耦合器不仅保持了集成基片波导(SIW)定向耦合器的所有优点,而且在面积上减小了近50﹪,工作带宽拓展到1GHz。实测数据与仿真结果基本吻合,验证了设计方法的正确性与可行性。

加窗短槽定向耦合器

在R ib let短槽定向耦合器中的耦合区加入金属谐振窗构成加窗短槽定向耦合器。通过优化谐振窗尺寸,可以有效降低回波损耗,为组建高性能功率合成网络提供便利。本文设计了工作波段为35±1GHz的3dB加窗短槽定向耦合器,回波损耗和隔离度小于-30dB,两个输出端口输出为-3±0.1dB;进一步设计了工作波段为35±1GHz 1∶8加窗短槽定向耦合器网络,各端口回波损耗小于-20dB,8个输出端口输出为-9.15±0.15dB。

基片集成波导正弦渐变槽单脉冲天线

为拓展工作带宽,以传统正反渐变槽天线为基础,利用基片集成波导馈电,该文提出了两种高增益、宽频带的正弦渐变槽天线。利用矩形波导3 dB定向耦合器和90°移相器工作原理设计了半模基片集成波导单脉冲馈电网络,进而得到了对称型和非对称型正弦渐变槽单脉冲天线,带宽均超过了3.0 GHz,带内和波束最大增益在9.0 dBi左右,差波束零深在10.0 GHz处均低于-20 dB。其中,非对称型正弦渐变槽单脉冲天线具有更宽的工作频带和更平稳的天线增益,可以广泛应用于微波定向探测系统中。

定子槽耦合器法在发电机局部放电监测中的应用

介绍了定子槽耦合器在线监测系统的构成,分析了发电机局部放电产生的条件及其危害性。在此基础上,论述了发电机局部放电信号的监测方法。在多种局部放电信号的监测方法中,定子槽耦合器法是一种非常有效的监测方法。