圆波导结构中TM_0和TE_0模式传输特性的时域分析法

本文提出了一种适合于求解各类复杂圆波导结构TE_0和TM_0模式的截止频率和色散曲线的FDTD分析方法,并可在一维空间中加以处理,大大提高了计算效率和减少了存贮量.本文对圆波导中TE_0和TM_0模式的截止频率和色散曲线进行了计算和分析,同时分析了网格剖分对计算结果精度的影响,并与已知的理论结果进行了比较,证实了这一方法的可靠性.作为实例,计算和分析了表面波圆波导结构的色散曲线,所得结果与实验结果和其它数值方法计算结果基本吻合.

THz返波管圆波导梳状慢波结构的研究

该文利用三维电磁仿真软件模拟计算了THz圆波导梳状慢波结构的负1次返波的色散和耦合阻抗。结果证实:在430-570GHz频带内,慢波结构内半径为0.175mm,约为中心频率波长的0.292倍;在760-940GHz的频带内,慢波结构内半径为0.1mm,是中心频率处波长的0.392倍。该结构较大的径向尺寸有利于提高电子注通过率。这种结构负1次返波的耦合阻抗较小,基本上小于1Ω,很好解释了现有THz返波管的电子效率小于0.01%的事实。

同轴终止于圆波导不连续性电容的变分解法

波导不连续性分析在波导谐振腔和滤波器的准确设计等方面具有重要意义。首先引入了同轴终止于圆波导的不连续性的等效网络,然后应用Rayleigh-Ritz变分法确定了等效网络中的等效电容的上下限值,等效电容的变分数值结果和HFSS仿真结果及文献中所给结果吻合得很好。结果表明若取变分法计算所得的上下限值的代数平均值作为等效电容值,则该值在从低频到不连续性结构的最低次消逝模(Evanescent Mode)的截止频率附近的绝大部分频率范围内同HFSS的有限元分析结果间的误差≤1%。

对具体结构复介电常数测试的研究

根据微波材料的设计结构(如圆波导结构、非均匀加载结构)建立对应的模型,并以矢量网络分析仪测量的S参数为基础,通过HFSS仿真优化,最终给出相对应的相对复介电常数。由于传统的测试平台只能实现对微波材料样品的测试,因此这里所述方法一方面对于缩短设计周期具有重要意义,另一方面避免了对复杂结构的特性阻抗及传播常数繁琐的求解过程。通过经典的NRW算法所得结果与仿真所得结果相比较,验证了该方法的有效性。