X波段准周期加载微波腔研究

准周期加载微波腔的基本结构是周期结构,在强引导磁场作用下,强流电子束同微波强作用产生高功率微波;作用过程分为三个阶段:电子俘获、群聚和换能;而周期结构的作用主要在于电子俘获。适当设计的结构,不仅束波转换效率高,而且对电子束质量(如能散)的要求也不高。从微波场对电子运动的影响,研究了电子束在微波腔中的俘获、群聚和换能的束波互作用过程。基于760kV,7kA的环形电子束,采用准周期加载微波腔结构,在模拟上获得了X波段(9.3GHz)峰值功率为1.3GW的微波输出,效率接近24%。

微波腔内波混沌散射的初步研究

通过建立的微波腔模拟产生大量腔体散射矩阵和辐射散射矩阵,并转化得到归一化散射矩阵和阻抗矩阵。利用戴桑环系综对归一化散射矩阵的本征值和本征相位进行了统计分析,其本征值的模和本征相位具有统计独立性,且本征相位近似均一分布,验证了腔体中波混沌散射的存在。对数值模拟和随机矩阵理论预测得到的归一化阻抗的统计特性进行了比较,其结果基本一致,说明随机矩阵理论对归一化阻抗具有一定的预测功能。

氢频标部分充填介质微波腔模式分裂的分析

给出圆柱形谐振腔在部分充填圆环形介质时模式的解析分析方法,并根据介质接触面上所满足的导纳匹配条件,推导出微波腔中TE011模和TM111模的本征方程,由于介质的存在导致两个方程不同,使均匀腔中原本为简并模的TE011、TM111模谐振频率发生差异,即出现了模式分裂现象;并采用数值算法分别计算了不同介电常数、不同位置、不同厚度的圆环介质对于TE011模、TM111模谐振频率及两模式分裂程度的影响,得到有益的结论,对消除微波腔中简并模式的干扰有很好的借鉴意义。这解决了氢原子频标小型微波腔设计中TM111模模式抑制的问题。

新型氢频标蓝宝石微波腔的仿真设计

针对蓝宝石微波腔的设计问题,通过理论分析推导出计算蓝宝石微波腔参数的公式。利用计算机编程,分析了TE011模式下的谐振频率,以及Q值随腔尺寸、填充介质(蓝宝石)厚度的变化关系并画出曲线,得到了设计优化微波谐振腔的依据。根据得到的依据设计了一种新腔型并利用软件进行优化仿真,新微波腔的无载Q值为67 603,腔外径为160 mm,Q×η为37 857.7,腔频率温度系数为-64.9 kHz/K。与前微波腔相比,具有很大的提高。

一种小型化铷原子频标TE_(111)微波腔研究

在理论分析的基础上,选择加载铷泡的TE111模式微波腔。设计一种小型化铷原子频标微波腔。容积24.5mL,重量120g。并初步实现一种腔内倍频的方案。通过与铷频标整机进行联调,能够实现闭环锁定并给出了整机的短期稳定度测试指标。为小型化铷原子频标研制创造了条件。

类周期加载微波腔研究

本文从高功率微波器件中电子俘获、群聚和换能的束波互作用过程出发 ,提出了类周期加载微波腔微波腔 ;同时根据微波场对电子运动的影响 ,研究了电子束在这类微波腔中俘获、群聚和换能的束波互作用过程 ,以及电子运动对微波场的影响 .基于 80 0kV、8kA的环形电子束 ,采用SUPPERFISH程序设计了Ku波段类周期加载微波腔 ,在2 .5维PIC程序模拟上获得了Ku波段 (13.5GHz)、峰值功率为 2 .4GW的微波输出 ,效率接近 4 0 % .,

小型铯原子钟微波腔调谐过程的仿真研究

通过建立模型,利用Ansoft HFSS 12.0对小型铯原子钟内微波腔的调谐过程进行了仿真,得到了调谐棒半径、在调配器内长度与微波腔谐振频率之间的关系曲线。结果表明,调谐棒半径一定时,调谐棒长度在一定范围内,微波腔谐振频率随着长度的增加逐渐下降;随着半径的增大,微波腔谐振频率的变化范围逐渐增大,在铯原子跃迁中心频率处,调谐棒长度对微波腔谐振频率的影响变大。根据仿真结果,给出了调谐棒半径的取值范围,为微波腔的设计、加工和调谐提供了理论指导。

小型氢原子频标微波腔本征值问题的计算机仿真分析

使用Ansoft HFSS软件分别仿真计算了氢原子频标中标准尺寸微波腔、蓝宝石部分介质充填微波腔和不同金属极片间距的磁控管微波腔,并分析了储存泡对谐振频率的影响,得到极片间距和储存泡对谐振频率的影响趋势,对于实际工作时主要影响谐振频率的极片间距的选择给出了建议。

用于气泡型铷频标的新型环极式微波腔

设计出一种用于气泡铷原子频标的新型环极式感容结构微波腔,它具有结构简单、加工方便、微波场模式优越、腔频易调等优点。用该微波腔研制的铷频标具有很高的信噪比,短期频率稳定度达到2.2×10-12/τ,此结果表明该微波腔可用于制作高性能铷原子频标。

氢频标蓝宝石微波腔金红石温度补偿的仿真设计

为了降低氢原子频标蓝宝石微波腔的频率温度系数,提出采用介质温度补偿技术。该技术利用负温度系数晶体——金红石补偿蓝宝石由于温度变化而引起的介电常数的变化,通过理论计算比较了补偿前后各参数的变化,最后通过软件仿真来验证理论计算的正确性,并确定补偿介质的引入不影响TE011模式。当补偿介质环高度为5 mm时,微波腔的频率温度系数为-28.99 kHz/℃,Q值为41 648,与实验结果相近。

星载氢频标微波腔小型化研究综述

概述了星载氢原子频标谐振腔在国内外的研究现状,指出了小型氢频标谐振腔研究的主要内容、技术难点以及学术理论及其工程应用价值.

铷原子频标中复杂微波腔HE_(111)模谐振特性的分析

用模匹配法分析铷原子频标中微波腔加载复杂结构介质的谐振特性.通过导出HE111模的本征方程,计算不同结构参数对应的谐振频率,并与CST仿真结果进行对照.该计算结果与CST仿真结果完全吻合.结果表明,玻璃泡的外径的变化,玻璃泡内填充介质相对介电常数的改变以及玻璃腔泡的移动对该介质加载微波腔的谐振频率的改变具有一定作用.

对超小型磁控管微波腔频移的分析

用AnsoftHFSS仿真软件建立了超小型氢频标磁控管微波腔的模型结构,对仿真设计微波腔的各种频移进行了分析。

结构参数对小型氢频标磁控管微波腔谐振频率的影响

本文概述了小型氢频标磁控管微波腔的结构参数及其性能要求,指出在1到10GHz之间,一般随着电极缝隙数和缝隙间距的增加,随着筒直径、壳电极直径和壳电极厚度的减小,微波腔谐振频率随之增加;反之则减小。

补中益气汤配合微波腔内理疗治疗功能性肛门直肠痛30例

功能性肛门直肠痛（FARP）是发生在肛门和／或直肠的非器质性、特发性疼痛。其症状主要有里急后重、便意频繁，常常反复发作，久治难愈，严重影响患者的生活质量。近年来，笔者采用补中益气汤联合微波腔内理疗治疗FARP30例，疗效显著，现报道如下。

X波段类周期加载微波腔的优化设计和粒子模拟

提出了一种类周期加载微波腔结构,通过理论和全电磁 2.5 维相对论粒子模拟程序计算,证实了电子束可以与这种谐振腔结构发生相互作用。基于该谐振腔特点,通过ASTRA程序(包含电子束自身空间电荷场的粒子运动模拟程序)设计和优化了一个 X波段的类周期加载微波腔振荡器,该振荡器的束波转换效率理论值可达52%,工作频率为9.4 GHz。然后用全电磁2.5维相对论粒子模拟程序进行了进一步的优化,模拟中,输入电压700 kV,电流6.6 kA,磁场4.4 T,其输出功率为1.67 GW,束波转换效率达到36%。实验上输出微波峰值功率达到1.3 GW,脉宽26 ns,束波转换效率为26%。

有束单间隙微波腔中的非稳态过程

以单间隙微波腔为研究对象,将电子束作为激励源,根据Maxwell方程和电子受到的洛沦兹力,建立微波腔在电子束作用下的激励方程和电子束在微波场作用下的运动方程(即微波谐振腔中电子束同微波场相互作用的自洽方程组),由此进一步研究一维情况下束波互作用的非稳态作用过程,在理论上给出:当工作电流远大于起振电流时,微波腔在非稳态过程中产生很强的窄脉冲辐射。

高Q值小型化氢频标蓝宝石微波腔的实验研究

针对蓝宝石氢原子频标的小型化问题,通过理论分析推导出微波腔参数的求解方程;通过计算机仿真分析,提出了设计小型微波腔的方法。该方法利用腔频率、Q值随腔尺寸及填充蓝宝石尺寸的变化关系,在保证温度系数的前提下,获得一种高Q值、小尺寸宝石的小型化腔,并利用仿真软件进行验证及优化,最后通过实验测得了该微波腔的参数,与仿真计算结果基本一致。实验得到该腔的Q值为68000,温度系数为-59.7kHz/℃,圆柱腔的外径为153mm,高度为172mm,与传统微波腔的参数(其中Q值50000,温度系数-62kHz/℃,腔外径176mm)相比有较大进步。

新型被动氢钟电极式微波腔的设计和仿真

在计算机仿真软件的帮助下,设计并优化了一种用于被动型氢钟的新型电极式微波腔,其具有腔Q值高、微波场分布优越、结构简单实用、腔频调节方便、结构强度大等优点,可用于高性能被动氢钟的研制。

氢频标蓝宝石微波腔温度补偿的实验研究

针对当前蓝宝石氢原子频标微波腔的频率温度系数比较高,提出采用一种新的负温度系数晶体—钛酸锶。通过软件仿真计算,对蓝宝石微波腔进行介质温度补偿设计及优化,并比较了钛酸锶与金红石的温度补偿能力。根据仿真设计进行实验,得到的实验结果证明了介质补偿的有效性。当钛酸锶晶体尺寸为Φ17×8 mm时,温度系数为由无补偿时的-66 kHz/℃降为-10.35 kHz/℃。