均匀照射赋形反射面天线设计

为提高反射面天线的照射均匀性，利用波束赋形技术设计一款工作在15 GHz的高性能偏置反射面天线.该天线由一个非均匀有理B样条（non-uniform rational B-splines，NURBS）反射面和一个介质棒馈源组成，NURBS反射面通过物理光学法结合Nelder-Mead优化算法来赋形，从而获得理想的天线辐射场.仿真结果表明，赋形后的反射面天线相对旁瓣电平低于-20 dB，增益在-2.7°~2.7°的波束范围内超过20 dBi，且浮动不超过1 dB.该天线具有结构简单、旁瓣低、增益均匀的特点，在卫星通信等领域具有重要作用.     

一种使用TE11为过渡模的TE01-HE11模式变换器设计

基于弯曲圆波导耦合理论和规则圆波导突变结构模式匹配法, 利用MATLAB软件编写的相关数值计算程序得到波导模式转换结构的优化参量, 最终使用CST软件对模型进行了仿真和验证.该系统主要由三部分组成: 一个TE01-TE01的过渡器, TE01-TE11和TE11-HE11的圆波导模式转换器.计算结果表明, 该TE01-HE11模式转换系统在24.13 GHz的频率有5%的带宽、转换效率超过了99%.计算结果、仿真结果和实物冷测结果是一致的.     

微空心阴极放电的3维数值模拟

 给出了圆筒形微空心阴极的3维流体方程组及其稳态的差分方程和合理的边界条件,并利用计算机模拟计算,得出了He放电形成的粒子密度、电子能量、 电场及电势分布。讨论了在阴极孔径为240~360 mm,气压6 666.1~13 332.2 Pa的范围内放电参量的变化规律:固定电压和气压时,阴极孔径减小,负辉区重合越多;固定阴极孔径和气压时,气压升高,带电粒子密度随着气压增加而增加。结果表明放电参量强烈依赖阴极孔径和气压。     

大直径波纹内导体同轴慢波结构特性的研究

提出了易以加工的大直径波纹内导体相对论返波振荡器慢波结构,推导了这种慢波结构的冷色散方程和耦合阻抗计算公式,数值计算并详细分析了相关结构参数对TM_0n模式色散曲线分离度以及TM₀₂模式的高频场耦合阻抗的影响.结果表明:慢波结构周期、波纹深度以及电子注平均半径都对高频场耦合阻抗有影响;这种慢波结构在抑制模式竞争、以及在低引导磁场下工作等方面都有较大的优势.     

波纹内导体返波振荡器的热腔特性

 导出了波纹内导体同轴慢波结构热腔色散方程，研究了周期波纹深度、电子注平均半径、电子注电流及加速电压对波纹内导体慢波结构的高频场时间增长率的影响。结果表明：慢波结构周期减小、波纹深度加深、电子注平均半径减小、电子注电流增大、加速电压增大均会使高频场时间增长率增大。建立了粒子模型并应用PIC粒子模拟软件进行仿真，对各影响参数进行优化，结果表明：当加速电压为0.5 MV、电子束电流85 kA、波纹周期长度4.4 cm、波纹幅度为0.23 cm、内轴平均半径为2.9 mm和外壁内径为4.4 cm时，可获得10 GHz，1.1 GW效率约25%的单频微波输出。     

圆锥曲线中直周角性质的研究

笔者对这一问题作了点深入研究 ,得出一些优美的性质 .1　问题的研究定理　椭圆 x2a2 y2b2 =1上有一定点P(x0 ,y0 )与异于点 P的两个动点 Q、R,若∠ QPR =90°,则动直线 QR恒经过定点 ,且该定点的坐标为(a2 - b2a2 b2 .x0 ,- a2 - b2a2 b2 .y0 ) .为了证明上述定理 ,先给出如下引理 :引理　若 x1 、x2 是方程 f(x) =0的两个实数根 ,其中 f(x) =ax2 bx c(a≠ 0 ) ,则　　 (x0 - x1 ) (x0 - x2 ) =f (x0 )a .引理证明略 ,下面证明原定理 .证明　设 Q(x1 ,y1 )、R(x2 ,y2 ) ,由PQ⊥ PR得　 (x0 - x1 ) (x0 - x2 ) (y0 - y1 )…     

94GHz渐变复合腔二次谐波回旋管的设计

根据注-波互作用自洽非线性理论,编写了分析渐变复合腔的计算程序,通过该程序,获得了工作模式对为TE021-TE031的注-波互作用腔体和相关电磁参量的优化结果。应用粒子模拟软件对设计的复合腔进行了模拟,模拟与数值计算结果基本一致。根据计算结果研制了二次谐波回旋管,在加速电压57.5kV、电流10A下,测得其工作频率为94GHz,输出模式为TE01,峰值功率和效率分别为156kW和27.1%。计算、模拟和实验结果基本一致。     

8mm波段圆波导TE11模式过渡器的设计

模式过渡器是微波毫米波系统中的重要部件,它实现微波在两种尺寸不同的器件间传输。根据耦合波理论推导出耦合波方程,由该方程及模式过渡器设计原理提出一种线性渐变轮廓和两种非线性渐变轮廓的圆波导TE11模式过渡器。利用高频系统仿真软件HFSS分析比较了8mm波段内三种过渡器的具体长度、端口反射系数及相对功率分布,所得结果与设计要求符合,可以在工程中应用。     

Ultra-wideband circular-polarization converter with micro-split Jerusalem-cross metasurfaces

An ultrathin micro-split Jerusalem-cross metasurface is proposed in this paper, which can efficiently convert the linear polarization of electromagnetic(EM) wave into the circular polarization in ultra-wideband. By symmetrically employing two micro-splits on the horizontal arm(in the x direction) of the Jerusalem-cross structure, the bandwidth of the proposed device is significantly extended. Both simulated and experimental results show that the proposed metasurface is able to convert linearly polarized waves into circularly polarized waves in a frequency range from 12.4 GHz to 21 GHz, with an axis ratio better than 1 d B. The simulated results also show that such a broadband and high-performance are maintained over a wide range of incident angle. The presented polarization converter can be used in a number of areas, such as spectroscopy and wireless communications.     

双频相对论返波振荡器的数值模拟

 提出了X波段双频两段式同轴相对论返波振荡器的物理模型,推导了该结构在冷腔时的TM0n模式色散方程,数值求解了两段式同轴波纹慢波结构TM01模色散曲线;用粒子模拟软件对其结构和电磁参数进行分析研究,优化得到的结构参数为第一、二段分别为10个和4个周期数,周期长度分别为0.50 cm和 0.73 cm,波纹幅值分别为0.13 cm和0.21 cm,平均半径为2.9 cm,同轴间隙为2.1 cm。结果表明:在环形相对论电子注电压为510 kV、电流为9.4 kA,引导磁场为0.7 T的条件下,器件得到了X波段稳定的高功率双频微波输出,其平均功率约为0.75 GW,平均功率效率为15.6%。