高功率微波对双层屏蔽腔体的孔缝耦合特性

 用多模传输线模型对高功率微波与双层屏蔽腔体的孔缝耦合特性进行了研究，此方法可以考虑高功率微波孔缝耦合进入腔内时的较宽的频率范围。用这种模拟方法获得了双层屏蔽腔体微波耦合的一些规律性结果：双层屏蔽可以使得腔体内的耦合电场比单层屏蔽时有显著的减弱，这与FDTD方法的结论是一致的；双层屏蔽外腔体中的一些谐振会影响到内腔体的耦合系数，外腔体中的场模式经由内孔缝会影响内腔体中的场模式；不论是单层屏蔽还是双层屏蔽，保持每层孔缝总面积不变时，随着孔阵中孔缝数量的增加，进入腔体内的耦合电场也逐步地减弱，这与单层屏蔽时的结论一致；通风总面积不变的情况下，孔缝数量越多，屏蔽效能越好。     

微波脉冲与不同形状带矩形孔缝腔体耦合的数值模拟

 利用时域有限差分法对微波脉冲与带矩形孔缝的矩形和圆柱形腔体两种系统的线性耦合过程进行了研究。首先用数值方法分析了耦合过程中的场增强现象、脉宽展开现象和腔体调制现象，并发现了耦合过程中微波脉冲存在频谱分离现象。当微波脉冲的电场与孔缝窄边平行时，借助耦合函数对两个系统内部耦合场的分布特性进行了研究，结果表明在与孔缝窄边垂直的平面内，越靠近腔体壁，耦合场越弱。此外，两种腔体内部的耦合场在腔体截面内均呈现准周期振荡分布，矩形腔体内部耦合场振荡的幅值较均匀，而圆柱形腔体内部耦合场幅值在其截面中心附近区域最大；除了孔缝附近区域外，圆柱腔体轴线两端的耦合场远大于矩形腔体相应的耦合场。最后，研究了孔缝耦合共振频率与孔缝尺寸的关系，结果表明系统耦合共振频率不只与孔缝尺寸有关，而是由孔缝尺寸和腔体形状及其对微波脉冲的反射特性共同决定。     

估算双层屏蔽腔体窄缝耦合的混合方法

 用混合方法计算双层屏蔽腔体窄缝耦合时，外腔体的窄缝耦合用传输线模型计算，内腔体的用磁偶极子模型计算。混合法可以求出双层屏蔽腔体内的场分布和屏蔽系数的分布规律，避免了传输线模型只能计算腔体中心线上的屏蔽系数而不能分析腔内横截面上耦合场分布规律的缺点。将得到的窄缝耦合的传输线模型和磁偶极子模型的计算结果与实测值和Micro-Stripes软件仿真值进行对比，验证了传输线和磁偶极子模型的有效性。混合方法给出了窄缝数量及腔体内不同观测点对屏蔽系数的影响，结果表明：双层屏蔽腔体的屏蔽效能明显优于单层屏蔽腔体；随着相同尺寸的窄缝数量的递增，腔体内的屏蔽系数递减；在与双层屏蔽腔体中心线垂直的横截面上，观测点屏蔽系数以中心线上点为中心，沿窄缝方向向两边递增，也就是离中心线越远，腔体内的耦合电场越弱，且混合法的速度明显快于软件计算速度，适合于高频范围的分析。     

基于传输线等效法的双腔体屏蔽系数快速算法

传输线等效法(TLM)是一种常用的开孔腔屏蔽系数快速计算方法,在孔缝耦合系数的计算中考虑了孔缝处的场模式,提高了TLM算法在高频段计算屏蔽系数(SE)的准确性。继而将TLM算法推广到开孔双金属腔屏蔽系数的计算,通过将外腔体中任意位置的电压等效为内孔缝处的辐射电压源,计算得到内腔体中任意位置上的屏蔽系数,解决了已有文献中方法的不足。该算法计算结果与CST仿真结果吻合较好。     

微波脉冲与带介质孔缝矩形腔体耦合的数值模拟研究

利用时域有限差分(FDTD)方法对微波脉冲与带介质孔缝矩形腔体的耦合过程进行了数值模拟研究.如果孔缝填有介质,则预期对微波耦合进入腔体的物理过程有重要影响,研究了微波与带介质孔缝矩形腔体耦合的过程中影响介质孔缝耦合共振峰和共振频率点的因素,包括孔缝长度、宽度和介质相对介电常数等物理量的影响.通过大量不同孔缝尺寸的模拟研究,发现孔缝的介质对孔缝耦合共振频率有明显影响,我们对微波与带介质孔缝耦合发生共振的公式进行了拟合,最后得出了微波脉冲与带介质孔缝矩形腔体耦合的共振条件.     

微波脉冲与带介质孔缝矩形腔体耦合的数值模拟研究

利用时域有限差分(FDTD)方法对微波脉冲与带介质孔缝矩形腔体的耦合过程进行了数值模拟研究. 如果孔缝填有介质, 则预期对微波耦合进入腔体的物理过程有重要影响, 研究了微波与带介质孔缝矩形腔体耦合的过程中影响介质孔缝耦合共振峰和共振频率点的因素, 包括孔缝长度、宽度和介质相对介电常数等物理量的影响. 通过大量不同孔缝尺寸的模拟研究, 发现孔缝的介质对孔缝耦合共振频率有明显影响, 我们对微波与带介质孔缝耦合发生共振的公式进行了拟合, 最后得出了微波脉冲与带介质孔缝矩形腔体耦合的共振条件.     

基于随机拓扑的复杂腔体电磁辐射统计特性

针对电磁波经孔缝耦合进入多端口微波混沌腔体的电磁辐射问题，推导了孔缝随机耦合模型，以预测单腔体各孔缝处耦合电压的统计特性；并将该模型与电磁拓扑理论结合，提出了一种复合计算方法孔缝随机拓扑模型，用于分析级联腔体的孔缝耦合电压和传输系数等电磁量的统计特性，将该算法的计算结果与网络级联理论的计算结果进行对比，验证了算法的正确性。该模型可成为分析复杂不规则混沌腔体的孔缝耦合问题以及混响室研究的有利工具。     

孔缝对金属腔体强电磁脉冲耦合特性影响研究

核电磁脉冲和高功率微波等强电磁脉冲易造成电子设备功能失效甚至损毁,在实际工程实施中用金属腔体对电子设备进行屏蔽是常用的强电磁脉冲抑制手段。基于电磁仿真计算,对含矩形孔缝金属腔体的强电磁脉冲耦合特性进行了系统研究,阐述了孔缝宽长比、腔体尺寸等因素对多种不同类型强电磁脉冲（核电磁脉冲、宽带高功率微波、窄带高功率微波）作用下腔体内耦合场的影响;并以此为基础,重点分析了强电磁脉冲与含孔缝金属腔体之间的作用机制。研究结果表明:不同类型强电磁脉冲耦合信号差异明显,金属腔体对强电磁脉冲的响应是腔体谐振模式、孔缝谐振频率与强电磁脉冲共同作用的结果;当腔体谐振模式、孔缝谐振频率在强电磁脉冲的带内时,腔体内部的耦合场会出现增强效应;特别地,腔体与孔缝间的相互作用还可造成腔体与缝隙的谐振频率发生偏移。因此,在为电子设备设计金属屏蔽外壳时,应基于不同强电磁脉冲的频带范围,对腔体与孔缝的尺寸进行综合设计,抑制腔体、孔缝谐振及谐振频率偏移,提升其强电磁脉冲防护性能。     

回旋速调管调制腔模拟分析

 多腔回旋速调管中的调制腔采用内外腔同轴结构，对回旋电子注角向群聚起着关键作用。用场匹配理论及HFSS软件对调制腔冷腔特性进行了研究，对多种输入结构、耦合缝尺寸和方位、腔体长度、半径进行了模拟。分析表明，耦合狭缝中心线与输入波导轴线成45°，耦合缝长度达到0.72时，内外腔储能比值达到41.65；耦合缝尺寸对腔体Q值影响较大，但并非呈简单线性关系，并且Q值对缝长的变化比缝宽的变化要敏感得多；而狭缝尺寸变化对谐振频率的影响不大；计算了内外腔储能，得到了模式转换效率高、内外腔储能比高、性能优良的调制腔。     

静电放电电磁场与金属腔体孔缝耦合的数值研究

 用时域有限差分方法研究了静电放电火化产生的电磁场在其近场区域与带孔缝金属腔体的耦合问题，基于修正的静电放电火化偶极子模型和脉冲函数放电电流解析表达式，建立了耦合数值模型，经过计算分析表明，腔体内孔缝周围分布着比较强的静电感应场，而耦合进腔体的瞬变场可以使腔体发生TE₁₀₁模为主的腔体谐振，但谐振幅度不大。     

中央开耦合槽矩形双间隙谐振腔中的TM高次模

 用解析方法导出了中央开耦合槽矩形双间隙谐振腔中π-TM模式频率的本征方程和特性阻抗的计算公式，分析了耦合槽大小对几种π-TM模式频率和特性阻抗的影响。对TM₃₁₀模的具体计算结果显示，解析方法与模拟方法的计算结果符合得很好，可以用于计算谐振频率和特性阻抗。研究表明，耦合壁的厚度对π-TM模式频率的影响不大，耦合槽的大小和位置对谐振频率影响则较大。同时发现，在TM高次模双间隙腔中，出现了π₁模消失现象。     

内外开槽同轴潘尼管波导传播特性

 推导了内外开槽同轴波导和外开槽圆波导的特征方程。数值模拟了内外开槽同轴波导及外开槽圆波导中2π模式的传播特性,研究了开槽深度与截止波数的关系及内外开槽潘尼管频率与各个半径之间的关系。结果表明：内外开槽同轴波导的特征值随内开槽深度的增加而增大,随外开槽深度的增加而减小;内槽半径对频率的影响很小,外槽半径起主要作用。     

窄缝耦合的快速估算法

 基于小孔耦合理论和腔体格林函数，提出了长宽比大于10的窄缝耦合的快速算法，并与Micro-Stripes软件的计算结果进行比较，两者基本一致。研究了窄缝位置、数量及腔体尺寸对屏蔽效能的影响，结果表明：每增加一条相同尺寸、相同取向的窄缝可使腔体的腔体屏蔽效能下降约6 dB;窄缝长度不变的条件下，长宽比每增大1倍则屏蔽效能增加1 dB，并且增大腔体任一方向的尺寸都可以使屏蔽效能增大；除腔体的谐振频率与软件计算结果稍有差异之外，快速算法与软件的计算结果吻合很好，而快速算法的速度远大于软件计算速度，且适合于高频范围。     

电磁脉冲与窄缝腔体耦合共振特性分析

 应用时域有限差分法模拟计算了电磁脉冲对窄缝和窄缝腔体的线性耦合过程。通过定义能量耦合传输系数，分析耦合能量随窄缝宽度和厚度及时间的变化关系，得出在正弦波调制的高斯脉冲源激励下，窄缝和窄缝腔体的耦合共振特性。     

超导腔束管耦合器耦合度研究

 利用超导腔束管耦合器具有轴对称结构的特点,使用SUPERFISH程序对其耦合度进行了数值分析,给出了束管耦合器内导体位置与耦合度的关系曲线,并根据等效电路的分析结果,结合CAEP超导腔光阴极注入器的实验参数,给出了束管耦合器的设计参数。     

微波脉冲与孔阵矩形腔体耦合的数值模拟研究

利用时域有限差分(FDTD)方法对微波脉冲与孔阵矩形腔体的耦合过程进行了数值模拟研究. 当孔缝阵中的孔缝长边垂直于入射电场方向时, 详细分析了微波脉冲与孔缝阵矩形腔体的耦合过程中孔阵面上各个孔缝中心点的电场分布情况. 结果表明, 在平行于入射电场方向上排列的孔缝中, 处在中心的孔缝场增强效应最弱, 孔缝场增强效应由中心向两侧依次对称的增强; 在垂直于入射电场方向上排列的孔缝中, 处在中心的孔缝场增强效应最强, 孔缝场增强效应由中心向两边依次对称的减弱. 同时, 讨论了孔缝孔阵中孔缝个数、间隔等因素对各孔缝中心点的场增强效应和腔体内的耦合场分布的影响.     

速调管双间隙双耦合口输出结构

基于等效电路理论,提出了一种双间隙双耦合口输出结构的设计方法及计算双耦合口输出腔外观品质因数的方法。利用三维电磁场软件,设计了满足阻抗频率特性要求的双间隙单耦合口输出结构及前置腔和输出腔分别具有相同参数的双间隙双耦合口结构。然后,将两者的阻抗频率特性进行比较,通过微调整该输出腔与耦合槽的尺寸,可以得到与单耦合口输出结构一致的阻抗频率特性曲线。