传输线特性阻抗的一个新计算方法

本文提出对于传输线的特性阻抗的一个新计算方法,即利用变分法的一个定理求出特性阻抗的准确值的上限及下限,但在计算过程中不是应用变分法的常用方法来进行处理,而是利用函数变换法来进行处理。这种方法可以估计特性阻抗的准确值的上限及下限,如果上下限值差别不大,则其平均值即可取作此特性阻抗的近似值,并且准确度很高。文中对于具有圆柱形内导体的矩形线、对称全矩形线、槽形线及平板线的特性阴抗分别进行计算,并举例求出数值与已发表的文献进行比较,最后对多心电续的特性阻抗也进行近似计算。 关键词：     

一种计算多导体传输线电磁脉冲响应的时域方法

基于波形松弛技术, 提出一种计算外界电磁脉冲激励下理想大地上无损多导体传输线瞬态响应的时域迭代方法。首先利用波形松弛技术对复频域内多导体传输线的电报方程进行解耦, 其中相邻导线的耦合作用等效为线上的分布源, 从而使电报方程转换为一系列关于独立导线的解耦方程组; 然后将复频域内传输线的解耦方程转换到时域, 根据时域方程建立相应的等效电路; 最后利用电路仿真软件PSCAD计算电磁脉冲激励下多导体传输线的瞬态响应。本文时域方法的计算结果与时域有限差分(FDTD) 法计算的结果进行对比, 证实了该时域方法的有效性和准确性, 这为工程和科研人员快速评估、分析电磁脉冲激励下多导体传输线的瞬态响应问题提供了一种可靠方法。     

平行板-圆柱平板线中的TEM波及其特性阻抗

用保角变换法得出平行板-圆柱平板线TEM波分布的近似解析解.首先通过保角变换将平行板-圆柱平板线的横截面变换为圆同轴线的横截面,求出由静态场在此边界条件下电场的解,再乘以波动因子得到TEM波的电场解,然后根据由麦克斯韦方程所联系的电场与磁场的关系,得到磁场的分布,从而给出平行圆同轴线中TEM波的分布规律,最后由变换函数关系得到平行板-圆柱平板线TEM波的分布规律.通过数学软件MATLAB绘制出TEM波在其横截面上的结构图,并计算出其特性阻抗.研究结论对于计算该传输线的衰减常数、了解其功率容量、考虑功率耦合及设计有关的有源器件均有一定的参考价值.     

正弦形和矩形浅槽光栅的衍射效率

本文描述了理想导体正弦形光栅和矩形光栅的衍射效率与入射角之间的近似关系.文章的分析是从电磁场理论入手,解边界条件方程式,作出一些近似使解简化,在一定的条件下得到它们之间的复杂关系的近似解.     

线电荷与圆柱导体间的相互作用

利用镜像法,在计算线电荷与接地圆柱导体间的相互作用的基础上,通过增加镜像电荷的方法,进一步分析求解得出了线电荷与绝缘圆柱导体、与电源连接的圆柱导体间的相互作用.     

多导体传输线高频场线耦合渐近法分析

基于理想地面上单导体传输线渐近法,提出了改进的多导体传输线渐近法。与已有多导体传输线渐近法相比,所提方法步骤简单,求解效率高。利用所提方法计算电磁波与不同结构多导体传输线网络之间的耦合,结果与全波分析方法计算结果吻合很好。在此基础上,分析了多导体传输线导线间距对沿线感应电流的影响。结果表明,随着导线间距变化,矩形网络和平行网络沿线感应电流波形变化趋势不同,且当间距大于一个波长后,平行网络和理想地面上相同结构的单导线具有相同的沿线感应电流。     

具有矩形内导体,圆柱外导体的同轴线的特性阻抗

一、引言 外导体为一矩形柱、内导体为一圆柱的同轴线问题,我们用保角变换的方法求出了这种同轴线的特性阻抗的上、下限,得到的结果是严格的、准确的,而且制成了曲线图表。现在我们针对最近提出来的外导体为圆柱、内导体为矩形柱的同轴线问题,用同一个方法来解决,但先给出更为直观的近似结果。     

具有任意槽的矩形波导栅慢波结构高频特性的研究

将任意形状槽的连续轮廓近似用一系列相连的矩形阶梯近似，利用各阶梯面上导纳的匹配，以及槽与互作用区边界场的连续与匹配条件，获得了具有任意槽的矩形波导栅慢波结构的色散方程和耦合阻抗的表达式，并进行理论上的验证.加工制作了矩形槽波导栅模型，冷测表明理论值与测量值相吻合.分别求解几种特殊槽形矩形波导栅慢波结构的色散特性及耦合阻抗，其中，三角形结构的色散和耦合阻抗均最弱，而倒梯形结构色散最强，耦合阻抗最大. 关键词： 矩形波导栅 任意槽 色散特性 慢波结构     

非均匀多导体传输线高频场线耦合分析中的边界条件

场线耦合问题是电磁兼容分析与电磁效应评估中的重要课题。经典场线耦合模型受限于准TEM波近似,在较高频率时将导致不可接受的模型误差。传输线超理论（TLST）建立了高频场线耦合模型,解决了经典场线耦合模型的困难。基于TLST介绍了非均匀多导体传输线的高频场线耦合模型,提出了三种不同终端负载情况下对应边界条件的设置方法。最后通过具体算例对比了高频模型和经典模型以及全波分析计算结果,证实了高频场线耦合模型的普遍适用性、边界条件设置的有效性和数值实现过程的准确性。     

基于多导体传输线理论的差模激励新型线束串扰模型研究

传统的线束串扰模型只是在系统内共模激励的基础上建立的, 没有考虑系统间差模激励下线束串扰的情况. 针对差模激励下系统独立回路间线束串扰的物理问题, 提出了一种基于多导体传输线理论的差模激励新型线束串扰的计算方法.该方法根据差模激励下线间的耦合机理, 利用传输线传播横向电磁模式得到新型三导体传输线寄生参数电路及数学矩阵模型, 通过镜像法以及诺埃曼公式推导出寄生参数的计算公式, 并在频域内得到新型线束串扰的链参数矩阵方程, 根据新型差模串扰模型始端、终端边界条件最终得到串扰电压的频域解.以差模激励下平行双线回路对其他回路受扰线的串扰为例, 通过仿真受扰线不同布置情况下的串扰电压, 得到了差模激励源的线束间串扰的物理规律, 即受扰线位于差模回路之间时所受的串扰要远大于位于回路外时所受的串扰, 并验证所提出的模型及方法可以计算不同频率差模激励引起的干扰. 利用解析的方法解决了线束串扰中差模激励下的导线串扰问题, 为实际中如大量导线的捆扎以及导线干扰的预测等电磁兼容问题提供了理论依据, 具有指导意义, 完善了多导体传输线理论在线束串扰中的应用.     

椭圆外导体-矩形内导体同轴线的特性阻抗

本文提出用图形逼近和取尺寸上、下限值的几何平均值的方法,计算椭圆外导体-矩形内导体同轴线特性阻抗。矩形截面内导体的内切共焦椭圆和外接共焦椭圆,通过保角变换,变成同心圆。矩形变成近于矩形的闭合曲线,二同心圆分别为它的最小值和最大值,取二者的几何平均值,与同轴椭圆截面外导体同时变成的同心圆,构成一个标准同轴线,得到了特性阻抗公式。并由此推导出椭圆外导体-微带内导体、圆形外导体-方形内导体、圆形外导体-矩形内导体及圆形外导体-微带内导体等各种同轴线的特性阻抗的初等函数表示式。给出了上述几种同轴线的特性阻抗准确数值。 关键词：     

特种截面传输线特性阻抗计算的一种方法

本文提出用圆或椭圆图形逼近多角形边界、计及其角形外导体边界的电荷角效应影响和取截面边界尺寸上、下限几何平均值的方法,计算特种截面传输线特性阻抗,得到了矩形外导体-椭圆内导体、圆形外导体-正三角形内导体、圆形外导体-正五边形内导体、圆形外导体-正六边形内导体、椭圆外导体-矩形内导体等五种新型传输线和九种现有传输线特性阻抗的初等函数计算公式,通过计算数值与有关文献的精确值比较,证实了本文方法及其特性阻抗计算公式的准确性。 关键词：     

一种螺旋型Blumlein线的阻抗特性分析

 提出了一种结构紧凑的长脉冲发生器,该发生器的螺旋型Blumlein线由内导体（含磁体）、螺旋型中筒和外导体（含磁体）构成,该结构实现了螺旋型Blumlein线和Tesla变压器的一体化。通过对螺旋型Blumlein线的波传输过程分析,给出了慢波系数、开关闭合电流、用于描述形成线闭合开关处界面上波行为的变量因子等参数的计算公式。采用PIC软件对螺旋型Blumlein线的部分波传输过程进行数值模拟,慢波系数等参数的模拟值与计算值基本相符。进行了恒阻抗负载下螺旋型Blumlein线的原理性实验,实验得到的负载波形与编程计算得到的波形基本吻合。     

Analysis and design of pod silencers

Parallel baffle mufflers or split silencers are used extensively in heating, ventilation and air conditioning systems for increased attenuation of noise within a short or given length. Acoustic analysis of rectangular parallel baffle mufflers runs on the same lines as that of a rectangular duct lined on two sides. This simplification would not hold for circular configurations. Often, a cylindrical pod is inserted into a circular lined duct to increase its attenuation (or transmission loss), thereby making the flow passage annular and providing an additional absorptive layer on the inner side of this annular passage. This configuration, called a pod silencer, is analyzed here for the four-pole parameters as well as transmission loss, making use of the bulk reaction model.The effect of thin protective film or a highly perforated metallic plate is duly incorporated by means of a grazing-flow impedance. Use of appropriate boundary conditions leads to a set of linear homogeneous equations which in turn lead to a transcendental frequency equation in the unknown complex axial wave number. This is solved by means of the Newton-Raphson method, and the axial wave number is then used in the expressions for transmission loss as well as the transfer matrix parameters. Finally, results of a parametric study are reported to help the designer in optimization of a pod silencer configuration within a given overall size for minimal cost.     

On the theory of polarization radiation in media with sharp boundaries

Polarization radiation generated when a point charge moves uniformly along a straight line in vacuum in the vicinity of media with a finite permittivity ɛ(ω) = ɛ′ + iɛ″ and sharp boundaries is considered. A method is developed in which polarization radiation is represented as the field of the current induced in the substance by the field of the moving charge. The solution to the problem of radiation induced when a charge moves along the axis of a cylindrical vacuum channel in a thin screen with a finite radius and a finite permittivity is obtained. Depending on the parameters of the problem, this solution describes various types of radiation (Cherenkov, transition, and diffraction radiation). In particular, when the channel radius tends to zero and the outer radius of the screen tends to infinity, the expression derived for the emitted energy coincides with the known solution for transition radiation in a plate. In another particular case of ideal conductivity (ɛ″ → ∞), the relevant formula coincides with the known results for diffraction radiation from a circular aperture in an infinitely thin screen. The solution is obtained to the problem of radiation generated when the charge flies near a thin rectangular screen with a finite permittivity. This solution describes the diffraction and Cherenkov mechanisms of radiation and takes into account possible multiple re-reflections of radiation in the screen. The solution to the problem of radiation generated when a particles flies near a thin grating consisting of a finite number of strips having a rectangular cross section and a finite permittivity and separated by vacuum gaps (Smith-Purcell radiation) is also obtained. In the special case of ideal conductivity, the expression derived for the emitted energy coincides with the known result in the model of surface currents.     

Free transverse vibrations of uniform circular plates and membranes with eccentric holes

An analytical method, based on the transformation of cylindrical wave functions, is presented for calculating the free transverse vibrations of uniform circular plates and membranes with eccentric holes. The wave equations governing the small transverse motion of the plates and membranes are solved exactly to satisfy the boundary conditions at both inner and outer edges, and the associated frequency equations for the plates and membranes are derived. The analysis also includes the vibrations of uniform circular plates and membranes with concentric holes as special cases. Numerical examples are presented to show the dependence of the eigenfrequency on the eccentricity and on the ratio of the inner radius to outer radius. The main purpose of the paper is to illustrate that an exact, analytical solution of the vibrations of eccentric annular plates and membranes can be obtained.     

外开槽同轴波导传播特性

 根据满足边界条件的一系列电磁场方程,采用场匹配法,详细推导了外开槽同轴波导的特征方程。在外开槽同轴波导光滑内同轴半径等于零的情形下,即变成外开槽圆波导,得到其特征方程。数值模拟了外开槽同轴波导及外开槽圆波导中TE₀₁模式的传播特性,得到了不同尺寸外开槽同轴波导开槽间隙半张角和槽深与特征根的变化关系。结果表明:开槽越深,间隙半张角越小,特征根值越小。     

高效率超辐射相对论返波管

对新型同轴单程超辐射相对论返波管振荡器进行了进一步的研究。该振荡器的互作用区为同轴结构,外导体为一波纹波导,内导体为一光滑圆波导;辐射场从左端耦合到圆波导后输出,不需要截止颈。通过增加波纹周期数并调整互作用区末端波纹深度,器件的功率转换效率得到进一步的提高。当电子束电压为360 kV,电流为9.15 kA,外加磁场强度为2.7 T时,通过参数优化,模拟获得了瞬时峰值功率超过18 GW、脉冲宽度约400 ps,中心频率为8.1 GHz的微波输出,平均功率转换效率达到了275%。     

基于Tesla变压器和螺旋线的长脉冲发生器

 提出了一种结构紧凑的长脉冲发生器，该发生器的螺旋型形成线包含有磁性材料构成的内导体棒和外屏蔽。形成线通过内置的高耦合Tesla变压器充电，变压器的初级线圈紧靠外磁芯导体，次级线圈位于螺旋中筒和外筒之间。对这种结构的螺旋线进行了特征参数的理论计算和波传输数值模拟，并进行了简单的原理验证实验。实验结果表明：这种设计是合理的、可行的。