28GHz二次谐波回旋振荡管的自洽非线性计算

中等功率的连续波回旋管在工业领域有着重要的应用前景．本文对工作在28GHz频率的工业应用回旋振荡管进行了自洽非线性计算．结果表明,在二次谐波工作条件下,选取TE02模式,当电压为32kV、电流为6A时,可以获得连续波输出功率-50kW,效率-28％．     

内外开槽高次谐波回旋管自洽非线性理论

本文采用自洽非线性理论对内外开槽结构高次谐波回旋管进行了数值计算,发现这种结构有利于实现高次谐波相互作用,互作用效率高达３０％以上,能与普通回旋管相比拟。     

开槽波导3次谐波回旋行波放大管非线性理论与数值模拟

本文讨论了开槽圆柱波导的高频场分布,给出了注波互作用自洽非线性理论,在电子作大回旋运动与考虑速度零散的情况下,采用四阶龙格库塔法,对均匀截面开槽波导３次谐波回旋行波放大管注波互作用进行了数值计算,得出一些重要的互作用规律,为回旋行波放大管的进一步研究打下了基础。     

内外开槽高次谐波回旋管自洽非线性理论

本文采用自洽非线性理论对内外开槽结构高次谐波回旋管进行了数值计算,发现这种结构有利于实现高次谐波相互作用,互作用效率高达30％以上,能与普通回旋管相比拟。     

螺旋波纹波导回旋行波管非线性理论研究

非线性理论是一种以驻波互作用过程为对象的大信号理论,它能准确地反应电子与波的互作用过程,计算输出功率、效率等其他非线性理论问题。采用非线性理论中的自洽非线性理论和耦舍波理论对螺旋波纹波导回旋行波管进行研究,结和电子运动方程和互作用方程,反映电子运动和场的激励相互演变过程。     

220GHz高功率同轴谐振腔回旋管

介绍了220 GHz同轴腔回旋管的设计,工作模式为TE04圆电模式.采用自洽非线性理论对谐振腔的工作参数进行了参数优化,选取工作电压50 k V,工作电流10 A,工作磁场8.4 Tesla.设计的同轴型双阳极磁控注入式电子枪,电子注速度横纵比1.5,速度零散5.2%.并采用粒子模拟方法进行了整管仿真.理论计算与粒子模拟结果表明,设计的220 GHz同轴腔回旋管有望获得200 k W以上的输出功率与40%以上的互作用效率.     

220GHz同轴谐振腔回旋管研究

同轴谐振腔相比波导谐振腔具有更大的功率容积,通过调整内外径的尺寸还可降低模式竞争。本文介绍了电子科技大学目前220 GHz同轴谐振腔回旋管的设计与研制工作,给出了谐振腔、电子光学系统与输出结构的设计参数与仿真结果,仿真结果表明该设计可获得100 kW以上的输出功率与20%以上的互作用效率。     

94 GHz回旋管准光模式变换器的数值模拟

对回旋管内置准光模式变换器进行了理论研究和数值模拟。基于几何光学理论和矢量绕射理论,编制了模拟电磁场行为的分析和优化程序,采用Vlasov辐射器和准光反射器实现了线极化准高斯模HE11。结果表明:在一级反射镜下的转换效率为88.3%,增加反射镜级数会降低转换效率。     

220 GHz同轴腔回旋管的研究

同轴谐振腔是目前有望提高电子效率的方法之一,在圆柱腔中加入内导体轴,可以使工作模附近的模谱变稀有利于模式选择,抑制模式竞争,有利于电子束的降压回收。本文通过对同轴波导进行理论研究,分析了各种参数对其的影响,并用计算机编程进行数值分析,最终得出了理论上电子效率可以达到40%以上的同轴腔体结构。     

高次谐波太赫兹回旋管的多模工作研究

为了发展大功率、实用性强的太赫兹辐射源,文中对太赫兹回旋管中多个二次谐波工作模式的注波互作用进行了理论和实验研究,分析不同参数下多个二次谐波工作模式单模振荡的条件.实验研究结果表明,在二次谐波工作状态下,通过调节工作磁场、电流等参数,在单管中实现了四个不同频率0.391、0.404、0.416、0.423 THz,千瓦级以上输出功率的太赫兹波辐射.     

利用部分相干理论模拟多模激光束的光滑化

本文利用部分相干理论研究了高阶厄米－高斯光束通过随机位相片的变换。数值模拟的结果表明：通过选择合适的随机相位片参数,可以得到均匀化的光强分布。这一结果与已有实验相一致。     

一种回旋管新型复合开放式谐振腔的性能分析

为了有效利用谐振腔的高次模式,使之在毫米波回旋管等器件中发挥重要作用,该文使用一种新型复合开放式谐振腔结构。通过合理设置内腔壁和耦合孔尺寸,提高了腔中谐振模式的选择性。利用Ansoft HFSS高频分析设计软件,对这种腔中模式的谐振进行了数值模拟计算。结果表明这种新复合式谐振腔结构能够有效抑制竞争模式。     

94GHz渐变复合腔回旋管的设计与实验

根据注-波互作用自洽非线性理论,设计了一种二次谐波回旋管的渐变复合腔结构,并进行了数值模拟;通过采用波纹波导结构和不同的相位重匹配技术进行优化分析,设计了一种94GHz波纹波导模式转换器;根据模拟计算结果研制出了94GHz渐变复合腔二次谐波回旋管。实际测试的结果表明：所研制的回旋管在电子注电压50kV,电流8．8A,工作磁场1．56T时工作频率为94．2GHz,峰值输出功率为115kW,平均输出功率为3kW,效率为26％。     

多模光纤出射的光通过透镜后的场分布

用部分相干光理论,研究了单模激光入射的多模光纤出射的光经透镜后,在菲涅尔衍射区内场的分布。     

多模干涉耦合器中光传输特性的分析与模拟

本文采用导模传输分析法分析多模波导的传输特性,模拟多模波导横向场分布,得到了多模波导3种干涉单像和多像位置的表达式,为多模干涉耦合器的参数设计提供了有利的手段。     

一种结构简单的4mm多模圆锥喇叭

我们按照文献[1]提出的方案,研制了一种结构简单的4mm多模圆锥喇叭。通过理论分析,计算出其模比,并推导出其辐射方向图公式。在两个主平面——H平面或E平面上,对其方向图及波束场分布特性进行测试。理论分析及测试结果共同表明,该多模喇叭的主要性能明显优于单模圆锥喇叭。     

Simulation of Tunable Power Multimode Interference Couplers with Deep Rib Structure

The muhimode interference （MMI） couplers, which operate at 1. 55 microns in deep rib InGaAsP/InP waveguide with large lateral confinement and tunable power splitting ratios, are of high interest in integrated optics. The gold contacts are applied on the top of waveguides where tuning is desired and the plasma effect will lead to negative refractive index change. The three-dimensional （3D） finite difference beam propagation method（FD-BPM） is used to model the tunable MMI couplers. The length of a 2 × 2 overlap-MMI is determined by FD-BPM, so the longitudinal position of tuning spots is obtained. The position of gold contacts with two types, the edge-pads or center-pad, are also determined. In our design, the length of MMI is 180 microns. If the width of pads is 50 microns and the refractive index is tuned from 0 to -0. 027, the power ratio is tuned from 50 ： 50 to the maximum 88.5 ： 11.4. For deep rib structure, the effective index（EI） method can not be used to simplify the 3D waveguide to plane waveguide because of its lower precision, and so the direct 3D FD-BPM simulation is necessary for the design of 3D MMI couplers.     

短波多模馈电网络设计中的数据插值应用

馈电网络是短波多模多馈天线系统的重要组成部分,因此,馈电网络的设计是多模多馈天线系统设计的关键技术.互联网络子结构分析理论以网络参数数据化后形成的矩阵数据库为基础,利用矩阵数据库方法表示非均匀性子结构网络单元的网络参数.文中基于互联网络子结构分析方法,利用数据插值算法对馈电网络的传输线变压器S参数测量数据库进行了无缝化处理.插值结果表明,该算法能在满足一定的插值精度和插值效率的条件下对数据进行有效的插值处理.     

220GHz高功率微波信号源的设计与仿真

本文通过理论分析与数值模拟相结合的方法对220 GHz高功率微波信号源进行了设计与仿真。研究表明,在120 kV注入波电压、4.0 T引导磁场条件下,模拟得到了4.8 MW的信号功率输出,工作频率高于220 GHz。同时,器件输出性能可由注入电压波幅度及外加引导磁场强度调节。