螺旋分布孔高阶旋转模式激励器的设计（英文）

针对Danilov(2007)提出的高阶模式激励器纯度未知和设计思路模糊的不足,介绍了一种改进型螺旋分布孔高阶旋转模式激励器,以实现同轴TE1,1模式到圆波导TE5,3模式的高纯度转换。根据不均匀弦方程,编制了数值计算程序对同轴腔体结构参数进行了优化计算,使工作模式能够有效谐振。基于小孔衍射理论以及PEC表面的电场边界条件,详细研究了螺旋分布孔的排列方式和模式抑制器的工作原理。数值计算和仿真结果表明:在中心频率30GHz附近,TE5,3模式激励器的模式纯度高达97.4%,转换效率为96.1%。设计的高阶模式激励器相对于Danilov的结构具有纯度高和紧凑的性能。     

同轴谐振腔高阶横磁模式参数的研究

理论计算和分析了微波圆柱同轴谐振腔高阶横磁(TM)模式的系列关联参数.研究发现：与圆柱腔相比, 同轴谐振腔的TM_n10模式有较大的模式间隔，即工作模式能够远离非工作模式的干扰，这有利于保持器件稳定的频率和功率；在保持腔长不变、腔横截面外半径取特定值时，腔内电场峰值位置的轴向特性阻抗随内径的变化存在极大值；在高频段可以采用任意大横截面的腔体结构和任意阶的模式.计算结果与仿真结果相一致. 关键词： 高阶横磁模式 圆柱同轴谐振腔 特性阻抗 多注速调管     

微波同轴腔高阶TM模式参数的计算

 用FORTRAN语言编程计算了微波圆柱同轴谐振腔TM工作模式的系列关联参数。给定合适的几何结构参数范围与模式参数范围,就可快速算出同轴腔内所有可能存在的腔体尺寸、本征频率、纵向电场强度极大值的位置对应的半径以及该位置处的特性阻抗。这样,设计者就可以根据特定的需要,从计算出的大量结果中选取符合要求的结构参数,为下一步仿真和实验提供依据,减少了设计初期冗长反复的仿真模拟和试错实验。用3维电磁场软件ISFEL 3D对计算结果进行仿真发现：计算结果与仿真结果有很好的一致性,说明自编程序的计算结果可以作为多注速调管谐振腔设计的优选或优化数据库,可以提高其设计的准确性和效率。     

微波同轴腔高阶TM模式参数的计算

用FORTRAN语言编程计算了微波圆柱同轴谐振腔TM工作模式的系列关联参数。给定合适的几何结构参数范围与模式参数范围,就可快速算出同轴腔内所有可能存在的腔体尺寸、本征频率、纵向电场强度极大值的位置对应的半径以及该位置处的特性阻抗。这样,设计者就可以根据特定的需要,从计算出的大量结果中选取符合要求的结构参数,为下一步仿真和实验提供依据,减少了设计初期冗长反复的仿真模拟和试错实验。用3维电磁场软件ISFEL 3D对计算结果进行仿真发现：计算结果与仿真结果有很好的一致性,说明自编程序的计算结果可以作为多注速调管谐振腔设计的优选或优化数据库,可以提高其设计的准确性和效率。     

准光激励毫米波圆波导旋转TE6 2模式产生器

介绍了采用准光方法激励圆波导产生旋转TE6 2模式的设计原理、测试方法和实验结果。该模式产生器由毫米波光学系统和开放同轴波导谐振腔系统组成:毫米波光学系统由角锥喇叭天线、双曲面反射镜、抛物面反射镜、修正抛物面反射镜等部件组成;开放同轴波导谐振腔系统由开放同轴波导谐振腔、圆波导、测试辐射喇叭天线组成。通过网络分析仪和毫米波近场自动测试系统测试表明:该模式产生器在频率为96.4 GHz附近产生的圆波导旋转TE6 2模式的纯度达到97%。     

固定频率后同轴谐振腔尺寸与TMn10模式阶数的可调性

研究了高频段微波同轴谐振腔高阶横磁模式TMn10的系列相关参数,发现对于确定的工作频率,可以根据器件功率的大小与工作环境的不同而比较自由地选择谐振腔的横截面尺寸及TMn10模式的阶数,即在较高频率下,可以采取较大横截面的腔体以便提升功率。根据计算所得的模式图,调节腔体尺寸和选择工作模式阶数,使工作模式与其相邻的模式有较大的模式间隔以增加带宽,并且获得较大的特性阻抗。编程理论计算的大量结果与用高频电磁场软件ISFEL 3D仿真的结果吻合较好。     

固定频率后同轴谐振腔尺寸与TM_(n10)模式阶数的可调性

研究了高频段微波同轴谐振腔高阶横磁模式TMn10的系列相关参数,发现对于确定的工作频率,可以根据器件功率的大小与工作环境的不同而比较自由地选择谐振腔的横截面尺寸及TMn10模式的阶数,即在较高频率下,可以采取较大横截面的腔体以便提升功率。根据计算所得的模式图,调节腔体尺寸和选择工作模式阶数,使工作模式与其相邻的模式有较大的模式间隔以增加带宽,并且获得较大的特性阻抗。编程理论计算的大量结果与用高频电磁场软件ISFEL 3D仿真的结果吻合较好。     

V波段圆波导TE_(01)模式激励器

V波段圆波导TE01模式激励器由矩形TE10模式到矩形TE20模式变换器和矩形TE20模式到圆波导TE01模式变换器组成。采用H面(磁面)转弯激励的方式实现矩形TE10模式到矩形TE20模式的变换;根据圆波导TE01模式的场分布特性,引入过模波导实现了矩形TE20到圆波导TE01的变换。计算结果表明设计的激励器转换效率在95%以上;模式纯度在98%以上的相对带宽可达4.2 GHz;其中在43.4 GHz处的最大转换效率为99.08%,纯度为99.20%。     

TESLA式高阶模衰减器的改进与设计研究

为了消除超导加速腔中高阶模场对加速粒子的影响, 在DESY的高阶模耦合器结构的基础上本文提出了改进的耦合器. 用HFSS程序针对1.5cell腔设计优化了高阶模耦合器, 得到高阶模耦合器对几种主要模式的吸收. 研究结果表明, 采用新型结构后, 衰减器对主要有害模的衰减由－40dB提高到－15dB, 使原有高阶模衰减器的性能明显提高. 该高阶模衰减器也适用于国产2cell超导腔的使用.     

同轴腔高阶模式回旋管振荡器中多模起振过程的非线性模拟

给出了工作在高阶模式下的同轴腔回旋管振荡器,在考虑竞争模式情况下的多模起振过程的数理模型和具体的数值计算方法。以此为基础编制的程序对一只工作于高阶模式TE42, 22,频率为0.22 THz的同轴腔回旋管振荡器进行了多模非线性模拟研究。结果表明：在合适的腔体结构参数并考虑腔壁上的欧姆损耗情况下,竞争模式得到有效抑制,可以稳定地工作在单一模式,输出功率达0.87 MW,效率为22.8%,腔壁上的欧姆损耗低于其所能承受的最大值。     

高阶过模Denisov辐射器设计

应用几何光学理论分析了高阶过模Denisov辐射器的基本工作原理。以耦合波理论为基础,给出了高阶过模Denisov辐射器的设计方法。结合3 mm波段边廊模回旋管的具体参数,研究了3 mm波段工作模式为TE6,2的Denisov辐射器。采用编制的数值计算程序,优化得到可靠的最优波导壁扰动几何参量,据此设计出了紧凑的96.4 GHz工作模式为TE6,2的Denisov辐射器。经全电磁场仿真验证,该辐射器壁电流发生了较好的汇聚,在切割边缘电流幅值降为汇聚中心点的10%,输出准高斯束能量转换效率为96.51%。     

高阶过模Denisov辐射器设计

应用几何光学理论分析了高阶过模Denisov辐射器的基本工作原理。以耦合波理论为基础,给出了高阶过模Denisov辐射器的设计方法。结合3 mm波段边廊模回旋管的具体参数,研究了3 mm波段工作模式为TE6,2的Denisov辐射器。采用编制的数值计算程序,优化得到可靠的最优波导壁扰动几何参量,据此设计出了紧凑的96.4 GHz工作模式为TE6,2的Denisov辐射器。经全电磁场仿真验证,该辐射器壁电流发生了较好的汇聚,在切割边缘电流幅值降为汇聚中心点的10%,输出准高斯束能量转换效率为96.51%。     

一种小型化双指数脉冲源的设计

针对采用注入法进行电磁脉冲效应实验对高性能小型化电磁脉冲源的需求,设计了一种基于雪崩三极管开关的MARX结构的紧凑型脉冲发生电路。分析了雪崩管开关和脉冲发生电路的工作原理,给出了触发电路与主电路设计方法以及元件参数选取方法,并设计了十级单极性和双极性的脉冲发生电路,能产生前沿为ns级、峰值上kV的快沿双指数脉冲,并具有较高的稳定度以及高重复频率。     

一种小型化双指数脉冲源的设计

针对采用注入法进行电磁脉冲效应实验对高性能小型化电磁脉冲源的需求,设计了一种基于雪崩三极管开关的MARX结构的紧凑型脉冲发生电路。分析了雪崩管开关和脉冲发生电路的工作原理,给出了触发电路与主电路设计方法以及元件参数选取方法,并设计了十级单极性和双极性的脉冲发生电路,能产生前沿为ns级、峰值上kV的快沿双指数脉冲,并具有较高的稳定度以及高重复频率。     

Random replicators with high-order interactions

We use tools of the equilibrium statistical mechanics of disordered systems to study analytically the statistical properties of an ecosystem composed of N species interacting via random mutual interactions, as well as via deterministic self-interactions of order p>/=2. We show that the main effect of increasing the order of the interactions among the species is to make the system less competitive, in the sense that the fraction of extinct species is greatly reduced. In addition, we find that for p>2 there is a threshold value which gives a lower bound to the concentration of the surviving species, preventing then the existence of rare species and, consequently, increasing the robustness of the ecosystem to external perturbations.     

Ramsey-type spectroscopy with high-order harmonics

We present an experiment where Ramsey-type spectroscopy is applied to autoionizing states of krypton by using the ninth harmonic (88 nm) of a femtosecond Ti:sapphire laser. The ionization process, detected by an electron-energy spectrometer, shows the characteristic quantum interference pattern. The behavior of the fringe contrast compares favorably with a simple essential-state model, whose parameters have been taken from the literature. The experiment shows the feasibility of high-resolution spectroscopy in the extreme ultraviolet by using high-order laser harmonics.     

脱硫用重复频率脉冲电源设计

简单介绍了高压脉冲电晕法脱硫的基本原理,以及对重复频率脉冲电源性能的要求;分析脱硫反应器独特的电气特性对电源系统的影响;对重复频率脉冲电源的设计方法及技术路线进行相关探讨。     

小型方波脉冲磁场装置的研制

完成了小型方波脉冲磁场装置的双线圈负载设计,在一定区域内获得了近似匀强磁场。采用阻抗2 的6级脉冲形成网络作为初级储能和脉冲形成单元,对匹配电阻放电产生了方波脉冲电流波形。研制了一种场畸变气体火花间隙作为主放电开关,有效减小了装置的动作时延和分散性。实验结果表明：负载中心峰值磁感应强度达到0.04 T,方波磁场平顶时间约3 s,平顶度小于5％,上升前沿（磁感应强度峰值10％～90％）小于0.5s,装置的动作时延抖动小于10 ns（标准偏差）。     

小型方波脉冲磁场装置的研制

完成了小型方波脉冲磁场装置的双线圈负载设计,在一定区域内获得了近似匀强磁场。采用阻抗2 的6级脉冲形成网络作为初级储能和脉冲形成单元,对匹配电阻放电产生了方波脉冲电流波形。研制了一种场畸变气体火花间隙作为主放电开关,有效减小了装置的动作时延和分散性。实验结果表明:负载中心峰值磁感应强度达到0.04 T,方波磁场平顶时间约3 s,平顶度小于5％,上升前沿（磁感应强度峰值10％～90％）小于0.5s,装置的动作时延抖动小于10 ns（标准偏差）。     

脱硫用重复频率脉冲电源设计

 简单介绍了高压脉冲电晕法脱硫的基本原理，以及对重复频率脉冲电源性能的要求；分析脱硫反应器独特的电气特性对电源系统的影响；对重复频率脉冲电源的设计方法及技术路线进行相关探讨。