基于场分量匹配法的毫米波波导-同轴过渡

基于场分量匹配法研制了毫米波波导-同轴过渡。采用了四级阶梯阻抗变换结构改善转换的阻抗匹配,增加工作带宽,降低回波损耗;并且利用从波导短路面插入同轴探针来实现波导到同轴转换,以达到低插损、宽带宽等目的。最后利用CST仿真软件进行仿真分析和优化设计,并根据仿真设计结果制作出产品,产品测试结果与仿真设计值相符。

场匹配处理法反演介质层系声参数

采用场匹配处理法反演层系介质参数，在匹配处理前先对层系模型参数进行预估。参数预估将大大地减少匹配运算时间。

用双重场匹配法分析GNRD波导介质带间隙的不连续性

采用双重场匹配法，对ＧＮＲＤ波导的横截面分区，在分区界面用横向的场匹配法计算了波导的传输模和衰减模色散特性及其本征模表达式；并在间隙不连续处用纵向的场匹配法求该处的主模传输系数和反射系数．本文提供的数据可作为ＧＮＲＤ波导多级带通滤波器设计的依据．

毫米波段梳形慢波线色散特性和耦合阻抗的场匹配法计算

在毫米波段,梳形线慢波系统与其它慢波系统相比,尺寸较大,易于加工,散热性好,很适宜用作毫米波返波管的慢波结构。本文通过用场匹配法分析了梳形线色散特性和耦合阻抗,讨论了梳形线的尺寸对其色散和耦合阻抗的影响,为设计梳形线毫米波返波管提供了理论依据。

有限磁场作用下等离子体圆柱波导中的线性理论

考虑了有限磁场的作用 ,利用“匹配场法”推导出填充环形等离子体时圆柱波导的色散方程 ,并较详细地讨论了等离子体的厚度、密度 ,以及所加磁场强度对色散特性的影响。尤其讨论了等离子体厚度对增长率的影响并得出

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。

一种数值求解慢波结构色散曲线的新方法

运用场匹配法,推导出一种原则上可数值求解任意圆柱轴对称周期结构慢波波导冷腔TM0n模色散曲线的方法。采用该方法编制了计算波纹波导和盘荷波导色散曲线的Matlab程序,计算结果与多维全电磁模拟软件结果的相对误差在1%之内。由于采用了数值积分算法,该方法的计算速度比传统的Bessel函数泰勒级数展开法更快。

基于场匹配法的双排矩形栅慢波结构高频特性研究

本文运用场匹配法对具有任意位错的双排矩形栅慢波结构的场分布、色散特性及耦合阻抗进行了研究.研究结果表明,场匹配法推导的色散特性与仿真软件CST和HFSS计算的结果完全一致,耦合阻抗介于CST和HFSS之间.在此基础上,详细研究了上下两排系统之间位错对色散特性及耦合阻抗的影响.当位错严格为半个周期时,第一阻带消失,第一个模式最高截止频率与第二个模式最低截止频率重叠,发生简并;当位错为0.45倍周期时,在保证耦合阻抗不变的情况下,基模的通带虽降低了2.8GHz,但阻带却增大了7.9GHz,从而可以有效避免简并及模式竞争的发生.

矩形阶跃波导中波束分裂的研究

使用匹配场法分析了矩形阶跃波导中场的叠加和分裂特性，并用数值分析方法研究了场分布与传播距离的关系，模拟了ＴＥ１０波由一束分裂成两束的转化过程。从而为计算相应的硬件装置做了理论准备。

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。

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。

毫米波E面波导铁氧体环行器

采用场分量匹配法 ,在考虑表面模的情况下 ,首次给出单个铁氧体放在结中央窄壁E面波导环行器的三维电磁场理论分析 ,优化计算了它的外部特性 .同时还实验研究了 8毫米 E面波导环行器 ,测试结果较为满意 .

大功率π型慢波结构的特性研究

采用π型慢波结构的大功率行波管具有１５％带宽、无“兔耳”效应以及可实现１００ｋＷ甚至更高的峰值功率，本文运用场匹配法对行波管用的π型慢波结构进行了理论分析，给出了这种结构的色散方程和耦合阻抗，对π型慢波结构进行精细冷测后表明，计算机数值计算的理论值与冷测实验结果吻合良好。为使行波管单模工作而在π型结构中增加搭扣带后的主模色散计算方法也已给出，并取得了与实测较一致的满意结果，本文还叙述了该结构的尺寸变化对色散和耦合阻抗的影响．理论与实验的一致性，证实了分析的合理和计算程序的可信，它为设计大功率π型慢波结构行波管提供了理论与实验基础．

阶梯槽交错双栅慢波结构高频特性理论和模拟

本文基于一种阶梯槽交错双栅周期慢波结构模型,获得了该结构中的电磁场分布公式.通过场匹配方法,求出了该结构的高频色散方程和耦合阻抗表达式.以W波段行波管用的阶梯槽交错双栅为例,利用本文公式和CST-MWS电磁软件比较计算了色散和耦合阻抗特性,分析了阶梯尺寸参数对高频特性(基模色散、+1次空间谐波归一化相速和耦合阻抗)的影响.结果表明,理论和CST-MWS软件模拟有很好的一致性;相对矩形交错双栅,改善了色散特性,拓展了基模带宽,同时具有足够大的耦合阻抗和适合工程应用的机械强度,在一定程度上可以弥补矩形交错双栅周期慢波结构的不足.

空间交叉波导耦合特性分析

由两根在空间呈X型放置的光波导组成的空间交叉波导结构是构成垂直耦合光分束器、垂直耦合光滤波器、垂直耦合光开关和垂直耦合上/下复用器等三维集成光学器件的基本结构单元。提出用一种等效模场匹配法分析空间交叉波导耦合特性,将矩形波导的场分布看成是对圆对称光纤场分布的微扰,解决了对角区场分布的表达,从而计算空间交叉波导的耦合长度,并用三维全矢量光束传输法验证了分析结果。将两种方法所得的空间交叉波导耦合长度加以比较,最大误差为1.2%,平均误差为0.9%。结果表明该等效模场匹配法具有精度高、运算速度快等优点,为基于空间交叉波导的三维集成光学器件的设计和分析提供理论基础。

类磁控管结构的理论分析

利用场匹配法得到了类磁控管结构的色散关系以及场函数表达式的同时,利用高频电磁场分析软件验证了所得结果正确性,并改变结构参数考察了截止频率的变化情况.最终结果表明:在保证其他参量不变的前提下,丌模截止频率随外半径的减小,内半径的增大或谐振腔数的增多而提高,随谐振腔张角的增大而降低.所得结果对于分析同轴辐射相对论磁控管的模式转换和传输特性奠定了基础.

介质加载的矩形截面Cerenkov脉塞中带状电子注与慢波结构互作用的研究

本文建立了介质加载的矩形截面Cerenkov脉塞中带状电子注与慢波结构互作用的三维物理模型.采用Borgnis函数法和场匹配法求解了多层介质中场的匹配问题,获得了注波互作用结构的混合模热色散方程(含电子注)及其近似解.通过数值计算,分析了热态下介质层厚度、电子注电压、电流密度、电子注厚度及电子注与介质层间隙距离等主要结构和电参数对注波互作用增长率的影响.