传输矩阵法在行波管内部反射引起的增益波动计算中的应用

本文分析了由于行波管慢波结构制造误差引入的多个不连续点对小信号增益的影响.行波管内部反射对增益波动的影响,须采用考虑反射波的四阶模型进行分析,用传输矩阵法对节点处的自左至右入射和自右至左入射两种散射类型建立传输矩阵,研究在不同空间电荷参量下,慢波电路的单个反射节点以及慢波电路的皮尔斯速度参量b和增益参量C的多个随机分布不连续性对行波管小信号增益的影响,计算结果与Chernin模型具有很好的一致性.并以G波段行波管为例分析了慢波结构周期长度分布有两个不连续点和周期长度的多个随机分布不连续性带来的小信号增益波动.结果表明,制造误差越大,周期长度分布的两个不连续点相距越远,小信号增益波动越大,多个小的不连续性可以引起较大的增益波动.     

毫米波空间行波管输能结构的设计

本文采用分段设计的方法,将一个完整的盒型窗输出耦合结构分解为三部分,然后对这三部分分别进行匹配设计,最后将设计好的各部分组合成整体。利用HFSS软件对各段结构以及整体结构进行了仿真,结果表明这样设计出的盒型窗输出耦合结构在工作频带内可以很好的满足设计要求。     

螺旋带行波管耦合磁导纳的计算

 通过对螺旋带行波管带上表面电流的Chebyshev展开,得出了色散关系,求出了电场分量和磁场分量的表达式,进而求得了耦合阻抗和耦合磁导纳。计算并分析了一个典型结构的纵向电磁场分量,由这些分量得出的耦合阻抗与Chernin等的结果有很好的一致性,说明了电场表达式的有效性。场表达式可应用于３维行波管CAD的程序编写,耦合磁导纳的计算程序更是行波管CAD不可缺少的部分。     

中科院电子所空间行波管仿真设计软件IESTWT

基于三维大信号注波互作用模型开发了空间行波管高频系统仿真设计软件,针对无翼片加载的T形杆、矩形杆、圆形杆和扇形杆夹持的螺旋线空间行波管,具有计算速度快、副特性预测精确的优点,已应用于多种管型的研制中。     

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。     

螺旋带径向厚度对色散和耦合阻抗的影响

该文将有限厚度的实际螺旋带等效为存在无限薄螺旋带的等厚真空层,从场分析和软件模拟两个方面研究了等效慢波结构的色散特性和耦合阻抗.将理论计算、软件模拟和实验测试结果进行了比较,结果表明,用真空层等效有限厚度的实际螺旋带时,将无限薄螺旋带置于等厚真空层的中央,其螺旋慢波结构的色散特性和耦合阻抗的理论计算、软件模拟和实验测试结果三者取得了很好的一致.     

螺旋带面电流分布研究

 由于实验无法准确测量螺旋带上的面电流分布,在详细比较理论分析与软件模拟异同的基础上,应用3维电磁场计算软件HFSS研究了螺旋带相对宽度与面电流分布的关系。研究表明：螺旋带相对宽度越大,面电流分布越不均匀;当Floquet边界的相位移为90°时,面电流分布最不均匀;面电流分布的均匀性假设在不同频率下有不同的准确程度。     

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。     

翼片加载螺旋线慢波系统的特性测量与模拟

使用Agilent8510C矢量网络分析仪测量了两种不同翼片加载螺旋线慢波系统在2~18 GHz频带内的色散和耦合阻抗。将被测系统等效为适当的微波网络,推导得到去除端口反射影响的慢波系统在微扰前后相位移变化的公式,应用该公式进行修正,可以有效抑制实验结果的波动。运用HFSS软件对实验中两个被测的螺旋线慢波结构进行建模,考虑了高次空间谐波对耦合阻抗的影响,结果表明,色散和耦合阻抗的模拟与实验值均有很好的一致性。     

翼片加载螺旋线慢波结构色散和耦合阻抗的测量与模拟

运用非谐振微扰法，利用Aglient8510C矢量网络分析仪对两个不同翼片加载螺旋线慢波结构的色散和耦合阻抗特性进行了测试。运用HFSS软件对实验中两个被测的螺旋线慢波结构进行建模，分别计算了它们的色散和耦合阻抗特性，在模拟中考虑了空间谐波对耦合阻抗的影响。结果表明，模拟与实验的色散和耦合阻抗有较好的一致性。