杂模抑制薄膜体声波谐振器的仿真分析

该文研究了电极边界阶梯结构对薄膜体声波谐振器(FBAR)杂波的影响。采用有限元仿真法讨论了阶梯结构宽度尺寸对杂波的抑制效果,结合振型分析该结构能抑制声波能量的泄露,提高器件品质因数。为了进一步验证仿真结果,实验制备了FBAR器件。测试结果表明,当该阶梯结构凸起宽度为3μm,凹陷宽度为1.5μm时,谐振器杂波被有效抑制,反谐振频率处的品质因数约增大100。

平面超材料对曲折线慢波结构行波管效率改善和杂模抑制的影响

针对U型曲折线慢波结构带状注行波管杂模抑制和互作用效率提高等面临的挑战,提出了一种开口菱形超材料结构。在综合考虑电路单元谐振性能、与U型曲折线慢波结构之间的协调配合以及电路实现可行性和结构简单等因素,通过电路设计和数值模拟优化等具体措施相结合,探讨这种超材料对增强注波互作用表面电场和抑制电路振荡的效果。在Ka波段优化的结果表明,这种超材料在抑制杂波和改善注波互作用效率方面效果明显,对此类行波管稳定性提高具有重要意义。

高功率多注速调管TM_(310)模圆柱形谐振腔杂模抑制方法

该文针对TM310模(主模)圆柱形谐振腔提出了一种新的杂模抑制方法。为抑制与主模相邻的低次杂模TM020,采用在谐振腔中放置接收振子天线的方法,并推导了放入接收振子天线后,模式频率变化量的表达式。由此发现:模式频率变化量仅依赖于该模式在接收振子天线处的电场强度,而与其磁场无关;通过适当调整接收振子的位置,可使主模和TM020模具有不同的频率变化量,从而能增大模式之间的频率间隔,避免TM020模对主模的干扰。另外,为抑制与主模相邻的杂模TM+310,采用了在谐振腔中放置短路杆阵的方法。利用CST-MWS软件对X波段此类谐振腔进行了模拟计算,验证了该方法的有效性。

多注速调管TM_(310)模同轴谐振腔杂模抑制的研究

针对工作在TM310模的同轴谐振腔提出了一种通过在腔中设置重入式金属环来增大工作模式与邻近杂模频率间隔,进而实现杂模抑制的方法。通过等效电路法研究了金属环设置前后工作模式及其邻近模式频率变化的规律,发现通过适当地设置金属环可以获得较大的频率间隔。借助仿真软件CST-MWS验证了该法的有效性,并分析了金属环的各尺寸参数对模式频率及频率间隔的影响,以及金属环的设置对工作模式电场的影响。优化选取了适当的金属环参数,使某X波段多注速调管同轴谐振腔中工作模式与邻近杂模的最小频率间隔达到1.2 GHz。

抑制径向速调管高次杂模振荡的方法

速调管中高次模振荡会严重影响工作模式的束波互作用,降低速调管的效率,因此,抑制杂模在径向相对论速调管的设计中非常重要。文中针对刻槽谐振腔的场分布,提出了利用磁耦合环降低非工作模式Q值的方法抑制杂模振荡,并利用时域仿真软件进行模拟验证。

高次模多注速调管同轴输出腔性能改进的研究

该文针对工作在TM310模的多注速调管同轴输出腔中工作模式的场分布均匀性、外观品质因数及其与邻近模式的频率间隔等问题进行了研究,提出了一种带有短路杆和金属环的多注速调管同轴输出腔结构。分析发现,适当设置短路杆和金属环不仅可以使外观品质因数降低,还可以改善工作模式的场分布;而且设置金属环还可以增大TM310模和邻近模式的频率间隔以实现抑制杂模。利用仿真软件对X波段的同轴输出腔进行了模拟计算,计算结果与理论分析一致。在此基础上加工了冷测模型,测试结果表明TM310模与邻近模式的频率间隔均达到了1.2 GHz以上,外观品质因数从507.4降至193.5,工作模式的场分布也变得均匀。

多注速调管TM_(310)模光子晶体谐振腔研究

研究了适用于多注速调管的TM310模光子晶体谐振腔,发现在此类谐振腔的缺陷中心放置单层光子晶体结构能抑制与主模临近的杂模。进一步研究发现,为了易于工程实现,在不采用光子晶体谐振腔的前提下,在谐振腔中放置单层光子晶体结构,亦能抑制与主模临近的杂模,并能增大主模与非工作模式的频率间隔。利用HFSS软件对X波段此类谐振腔进行了模拟计算,验证了该方法的有效性。

多注速调管TM_(410)模同轴输出腔的研究

研究了多注速调管TM410模同轴输出腔中出现的外观品质因数高,模式频率间隔小以及工作模式场分布的均匀性差等问题,提出了一种设置短路杆和金属环的输出腔结构,从而改善了TM410模输出腔上述三个方面的性能。通过分析发现,适当设置短路杆和重入环不仅可以使外观品质因数降低,还可以改善工作模式的场分布;设置重入环还可以增大工作模式和邻近模式的频率间隔。利用CST-MWS软件,对X波段具有短路杆和金属环的多注速调管TM410模同轴输出腔进行了模拟计算,其工作模式(TM410模)的外观品质因数降低了42.7%(从540.4降至309.6),TM410模与邻近模式的频率间隔均达到了1.3GHz以上,工作模式的场分布也变得均匀。

一种同轴波导TE_(01)模到圆波导TE_(02)模变换器的数值模拟

该文对一种同轴波导TE01^ο模到圆波导TE02^ο模变换器进行数值模拟研究。通过分析同轴波导与圆波导对接产生的模式转换效果，探讨尖劈模式变换段改善工作模式转换系数和工作频带以及抑制寄生模式的作用。利用Ansoft HFSS对模型进行的数值模拟计算结果表明，这种结构能够实现最大将89．3％输入信号能量转换到TE02^ο模，-3dB带宽约820MHz，带内对主要干扰模式TE01^ο的抑制在10dB以上。

一种用于谐波倍增回旋放大器的耦合腔互作用电路

该文提出了一种用于回旋管放大器的新型耦合腔互作用电路模型。基于AnsoftHFSS高频计算软件,分析计算了矩形波导TE1□0模输入,圆波导TE0○1模输出模式转换系数随几何参数和工作频率的变化关系,讨论了结构变化对模式选择和抑制的作用。HFSS的模拟计算结果表明,对TE1□0到TE0○1转换,TE0○1模能够稳定工作,且能量转换效率最大可以大于97%,-3dB带宽最大可以大于327MHz,是谐波倍增回旋行波放大器的一种可选输入耦合结构。

一种X波段气象雷达用磁控管的研究与分析

本文针对一种X波段气象雷达用磁控管的特点,通过计算机模拟仿真、冷测验证、热测测试,对谐振系统结构设计、内外腔主要杂模抑制、能量输出器结构进行优化分析,在保证整管正常工作的前提下,提高了产品的稳定性,电参数优于设计要求。