电磁脉冲对高频结构的热效应分析

对于Cerenkov型器件,由高频结构温升引发的热脱附会造成的射频击穿,进而导致输出功率降低和脉冲缩短。基于此,研究了电磁脉冲对高频结构的加热温升效应,推导了高频结构的温升公式,指出了理论公式的适用范围,并给出了数值求解试件温升的方法。以二周期1 MV·cm^(-1)的高频结构为例,进行了温升的数值计算和仿真研究。结果表明,脉宽100 ns的单脉冲对不锈钢试件的温升效应明显高于其他材料。当系统工作在高重频时,电磁脉冲的温升作用可能使金属材料达到气体脱附的阈值从而引发气体脱附形成局部高压。该研究可为高功率微波源中的气体脱附以及射频击穿等研究提供参考。

三腔渡越管振荡器高频结构的解析研究

从圆柱坐标系下Ｂｏｒｇｎｉｓ位函数的齐次标量Ｈｅｌｍｈｏｌｔｚ方程出发，引人慢波驻波概念及其场表达式，利用Ｂｏｒｇｎｉｓ位函数的边界条件及相邻子区公共界面上的场匹配条件，导出了三腔渡越管振荡器内角向均匀ＴＭ模的色散关系及场分布的解析表达式。运用该解析法求得三腔渡越管振荡器的谐振频率与实验中测得的微波频率一致，求得的场分布与数值法得到的场分布十分吻合。

带状注速调管高频结构的初步研究

利用3维软件设计并模拟了适用于X波段高功率带状注速调管的“Ⅱ”形谐振腔,根据模拟结果分析了腔体各尺寸对电场均匀性的影响;建立了平面对称结构的3维高频互作用系统模拟平台,应用此平台讨论了扼流器法和漂移管窄壁开槽法这两种抑制漂移管中非工作模式的方法;分析了漂移管的尺寸及漂移头对谐振腔内场分布的影响。研究表明:波导高度、耦合腔宽度和高度对带状注速调管谐振腔间隙的电场均匀性影响较大;而波导长度和宽度、耦合腔长度对该电场均匀性影响不大;腔体连接处加上漂移头可使场分布更加集中;该型带状注速调管谐振腔能够产生均匀的电场,为提高注波互作用效率奠定了基础。

复合腔回旋管高频结构

为了提高回旋管的工作效率,高频结构中的模式之间的竞争是急需解决的问题。从模式耦合理论出发系统地研究了回旋管中过渡渐变复合腔的高频场结构,同时考虑了TM型寄生模式对工作模式的影响。通过对耦合系数的分析,为了降低模式之间的耦合程度,采用曲线作为回旋管中高频结构的渐变段。用三维电磁仿真软件和自主开发的程序对高频结构进行计算。计算结果与传统的线性渐变段谐振腔相比,采用非线性类型的谐振腔具有更强的模式抑制能力,并且该类型腔体中能够激励起更强的场幅值。

110 GHz回旋振荡管高频结构优化设计研究

基于广义传输线理论,得到描述谐振腔和注-波互作用特征参数的一阶传输线方程组;编写了冷腔和热腔模拟程序。利用自编程序和专业电磁仿真软件对同一折线渐变结构谐振腔的特征参数做模拟计算,证实了自编程序的可靠性。在工作模式选用TE22,6时,利用自编程序对两种110 GHz回旋振荡管谐振腔结构(折线渐变结构和圆弧渐变结构)中的模式纯度和注波互作用效率进行了模拟计算研究。结果表明,相对于折线渐变结构,圆弧渐变谐振腔的模式纯度可提高约4.7 dB,互作用效率提高约4%。在注电压96 kV,注电流40 A,互作用磁场约为4.41 T时,圆弧腔回旋振荡管在110.1 GHz输出功率超过1.9 MW,效率约为50%。

基于高频结构仿真器和神经网络的双面双频宽带偶极子天线设计

为了快速地设计一款应用于无线局域网络（WLAN）的双面结构的具有双频段、宽频带、小型化特性的偶极子天线，将偶极子贴片分别放置于介质基板的两侧，并采用微带巴伦线馈电的方式，以实现更好的宽带匹配。在偶极子的两臂分别开槽，实现小型双频特性，以满足WLAN的2．45GHz和5．49GHz的双频要求。整个天线的尺寸为28mm×44mm×1．6mm。并且利用电磁仿真软件高频结构仿真器（HFSS）和神经网络（NN）联合优化天线的尺寸，加快设计过程。仿真结果表明，当sll小于-10dB时，天线在低频和高频的带宽分别可以达到470MHz（2．29～2．76GHz）和3650MHz（4．96～8．61GHz）；当S11小于－14dB时，天线在低频和高频的带宽分别可以达到210MHz（2．36～2．57GHz）和770MHz（5．13～5．9GHz）。而且该天线的方向图具有良好的全向性，实物测量与仿真结果的一致性良好．可以满足WLAN的需要。

开槽圆柱波导回旋行波管高频结构分析

本文以角向开槽圆柱波导为研究对象 ,解析分析并数值计算了其高频场分布及特征根情况 ,在此基础上从高频结构角度出发 ,对优化设计回旋行波管问题作了分析 ,给出了相应的设计方向和依据。

毫米波行波管金刚石夹持高频结构的设计和优化

利用TWTCAD软件和美国一维螺旋线行波管大信号计算程序对金刚石夹持高频结构和氧化铍高频结构进行了模拟计算,模拟结果表明采用金刚石作为夹持材料可以大大提高高频结构的耦合阻抗和电子效率,同时在采用非均匀输出线路设计时,金刚石结构对电子效率的提高更为明显。

对回旋速调管高频结构设计与模拟的研究

依据回旋管谐振腔的相关理论和注波互作用原理,对工作在15 GHz的三腔回旋速调管的高频结构进行了优化设计和模拟。在工作电压为70 kV、电流为20 A、横纵速度比为1.45的情况下,输出功率为572kW、大于250 MHz的带宽、效率为40%、增益为35.5 dB。

基于高频结构仿真器的微波天线设计及其比吸收率的数值仿真研究

目的:设计一种工作在2.45 GHz频率的新型喇叭天线辐射器。方法:基于喇叭天线理论,设计辐射器参数,运用高频结构仿真器仿真软件建立圆锥喇叭天线模型,模拟计算人体头部组织的电磁场分布及单位质量电磁能量吸收率。结果:设计的喇叭天线辐射器在中心频率2.45 GHz下,天线输入端电压驻波比基本小于1.5,回波损耗小于-13 d B,人体头部组织在电磁辐射下的比吸收率最大限值为1.7 W/kg,满足设计的技术指标。结论:该辐射器有较好的方向特性,输出的微波能量满足体外理疗的要求。

W波段回旋行波管高频结构设计和仿真

对W波段回旋行波管的高频结构的设计参数进行了分析计算与软件仿真,通过色散关系确定了磁场取值,通过对返波振荡的分析确定了高频结构——周期衰减材料加载,通过对绝对不稳定性振荡的分析确定了工作电流和横纵速度比的取值范围,最终得到了W波段回旋行波管的工作参数。采用粒子模拟软件进行模拟计算,可以得到155k W的峰值功率输出和5.5GHz的带宽,并给出了输出功率与回旋行波管各工作参数之间的关系曲线,进一步证明了对返波振荡和绝对不稳定性振荡的分析与参数选取的合理性。实际加工的回旋行波管在测试中峰值功率大于100k W,增益大于40d B,效率大于12%,3d B带宽为4.1GHz。

利用高频结构仿真器分析波导魔T

高频结构仿真器(HFSS)是一种微波器件设计软件,该软件界面友好,通过仿真计算减小了调试工作量,使得微波器件的设计变得简单易行。本文利用HFSS对波导魔T进行了仿真分析,得到了该器件的S参数和动、静态场的分布情况,并对该器件进行了优化设计。

利用高频结构仿真器(HFSS)对三口器件的仿真设计

本文讨论了用Ansoft公司的高频结构仿真器(HFSS)进行微波器件仿真设计和电磁场计算的方法。本文利用高频结构仿真器(HFSS)对一三端口器件对称Y分支(H面并联分支)进行仿真分析,观察了该器件的S参数和动、静态场的分布情况,并对该器件进行了优化设计。

高功率正交场器件中反同轴高频结构设计

本文通过介绍反同轴高频(慢波)结构在正交场器件中的典型设计应用。试图为低成本正交场微波源高功率化找到一种新的实现方法,而不是一味地要求提高阴极的发射性能。同时探讨利用新型高次模(2π)腔体的可能性。通过简单的分析和公式推导归纳和PIC高频仿真软件的腔体模拟计算得到了预期的场分布模型。基本映证了2π模反同轴高频慢波结构工程应用的可行性。为实际工程型号设计奠定了基础。

RFQ加速器的束流动力学和高频结构

本文描述了RFQ加速器的特点。说明了束流动力学设计研究对于形成这些特点的贡献。给出了它的五个设计极限。综述了近10年来国内外在RFQ束流动力学和高频结构方面的若干主要发展。

高频磁结构与磁极限关系的研究与现状

动态磁谱参数,包括微波磁导率实部和虚部、截止频率等,与材料本征磁参数、结构形貌参数的制约关系,作为高频磁性材料性能的标杆和发展方向的理论指导,一直伴随着高频磁性材料的发展而不断演变,是动态磁化物理理论研究和磁性功能材料设计所关注的核心问题。磁结构决定了极限关系式的形式,而极限关系式为磁结构的设计、应用和发展提供了理论指导。该文综合介绍了近年来国内外高频磁结构和磁极限关系研究的发展情况,着重分析两者相辅相成的关系和研究方法,并归纳了该领域的发展趋势和存在的一些主要问题。

同生逆断层正牵引构造对高频层序地层结构及沉积充填的控制作用

本文拟探讨同生逆断层产生的正牵引构造对高频层序结构及沉积充填的控制作用。利用同生逆断层产生的次级构造要素正牵引构造这个视角来揭示构造与沉积的耦合关系具有其独特性与新颖性。在研究区岩芯、测井及地震资料分析的基础上,结合地质分析、构造平衡剖面技术及井震联合等方法对研究区同生逆断层断层要素进行分析,进而提出正牵引构造的特点以及其对高频层序结构和砂体展布的控制作用机制。研究表明:①正牵引构造的发育具有3个特点,即上盘形成局部隆起向上牵引弯曲的背斜;因应力反转形成沿背斜核部非对称分布的正断层束;其发育部位砂体发育程度低。同时,②同生逆断层正牵引构造对高频层序地层结构控制明显,其下盘地层厚度不仅较上盘明显增厚,且上盘地层因强烈的上拱隆升作用容易遭受剥蚀,从而导致平面上自下而上地层遭受削蚀范围逐渐增大的差异削蚀样式;同时,剖面上垂直断裂走向地层呈"厚—薄—厚"的展布样式。地层削蚀形成的局部不整合界面为层序地层研究的关键界面,其可为等时地层格架的建立提供依据。③正牵引构造引起的差异隆起的沉积底形控制了古水系的流动方向,因而决定了砂体的分散和充填样式。垂直同生逆断层走向方向,隆起背斜部位的砂体发育程度低,以砂泥交互和厚层泥岩夹薄层砂等非主力储层为主;与之相反,正牵引构造发育部位的背斜两翼砂体以厚层连片状主力储层占绝对优势。

飞秒激光诱导硅表面高频周期结构

通过引入双温方程电子数密度模型,德鲁德模型和波纹间隔理论Λ=λ/2n軌,得到高频波纹周期具有波长依赖性的特点,分析了在辐射光通量接近损伤阈值时,高频周期波纹在一定范围内接近λ/6~λ/4,且随入射激光通量近似成正比。同时基于时域有限差分法(FDTD)的方法对飞秒激光辐照硅表面电场分布进行数值仿真,在初始脉冲形成近波长波纹的情况下,硅表面的电场再分布使得激光能量大多沉积在凹槽边缘,产生高频周期性结构。在此基础上对初始凹槽深度和激发态下硅表面的光学性质(介电常数)进行分析,得到了形成高频周期波纹的条件。该研究对于理解飞秒激光造成硅表面形成周期结构及其在加工硅材料领域具有重要的参考意义。

高频发射浮动新结构发射动力学研究

采用多刚体系统动力学理论 ,考虑人体、自动机、浮动体与全枪的耦合运动及自动机循环各阶段的运动与碰撞 ,建立了高频浮动新结构无壳弹枪在卧姿有依托状态下的发射模型 ,通过数值模拟 ,得出三发点射状态下无壳弹枪的发射特性 ,并与常规自动步枪作了比较 。

共高频母线电能路由器局部模块闭锁研究

以模块化多有源桥电路为基础的新型共高频母线结构的电能路由器由于具有变换环节少、功率密度高等特点,在交直流混合系统应用中具有显著优势。实际应用中,局部模块因故障保护或冗余控制等原因需封锁器件脉冲停运,但在杂散参数引发的高频振荡影响下仍能传输功率,可能造成系统安全问题。为保证装置的稳定运行,文中建立高频母线结构下的闭锁模块高频振荡模型,可快速计算不同工况下的电路稳态波形,由此分析局部模块闭锁后的系统振荡特性和模块功率传输行为,并提出于模块交流侧安装隔离开关的措施,分析隔离开关杂散参数对振荡特性和闭锁模块传递功率行为的影响。最后,在实际功率单元模块进行实验,仿真和实验对比验证了所提模型的准确性和隔离开关措施的可行性。