电子科技大学 电子科学与工程学院，四川 成都 610054
本文对椭圆波导TE01-TE11模式转换器进行了研究。选择了合适的椭圆波导截面，在椭圆波导纵轮廓线函数中采用了相位重匹配方法，并利用粒子群算法进行了纵轮廓线优化，所设计的椭圆TE01-TEs11模式转换器在28 GHz时的转换效率为99.16%，在27~29.3 GHz模式变换器的效率大于90%，相对带宽为8.2%。所设计的TE01-TEs11椭圆模式转换器的转换段为现有长度的一半。将设计的椭圆模式转换器与两个过渡段相连，并在CST中进行仿真和验证，其结果与理论计算一致。设计出了一个中心频率点为28 GHz的高效、紧凑、高功率椭圆波导TE01-TE11模式转换器。
椭圆波导 模式转换器 高效率 宽带 elliptical waveguide mode converter high efficiency broadband
1 Department of Geriatric Cardiology, Sichuan Academy of Medical Sciences & Sichuan Provincial People's Hospital,Chengdu60072, China
2 School of Electronic Science and Engineering, University of Electronic Science and Technology of China, Chengdu610054, China
设计和测试了内嵌准光系统的94 GHz回旋管，该系统主要用于研究毫米波辐射的非致命生物效应。为了减少大功率高频下的回旋管壁面加热问题，选择TE+6,2模式作为工作模式。对于高阶模式，存在更多相邻模式，因此模式竞争会影响实验的稳定性和有效的可操作性。渐变腔已被设计为抑制单个腔中的模式竞争。另外，具有低衍射准光模式变换器的功率转换效率为98.54%。实验结果表明，回旋管输出功率为50.9 kW，效率为34.3%。对于非致死的生物效应研究，整体设计方案达到了预期的效果。
回旋管 渐变腔体 准光模式变换器 生物效应 gyrotron gradual taper cavity quasi-optical mode converter biological effects
采用Z变换时域有限差分(Z-FDTD)数值模拟方法, 研究了电磁波在非均匀等离子体中的传输特性。在此基础上, 对L波段(1.575 GHz)电磁波, 在等离子峰值密度为1011/cm3且沿径向呈Bessel函数分布的柱形等离子体源下, 进行了2, 4, 6, 8, 10 cm厚度下的传输特性实验, 得到电磁波衰减分别为9, 15.8, 24.9, 36.4, 45.5 dB, 并与仿真结果对比, 吻合良好。
电磁波传播 黑障 Z变换时域有限差分法 非均匀等离子体 electromagnetic wave propagation blackout Z Finite-Difference Time-Domain non-uniform plasma 强激光与粒子束
2015, 27(3): 032041
电子科技大学 物理电子学院, 四川 成都 610054
准光辐射器是高功率回旋管准光模式变换器的重要组成部分.采用几何光学理论分析圆波导准光辐射器, 根据高斯波束(TEM00模)在辐射器切口处形成的原因, 利用耦合波理论设计波纹波导准光辐射器.通过编写程序并进行数值优化完成140GHz、TE28,8模式回旋管波纹波导准光辐射器的设计, 结果表明波纹波导辐射器的总长度仅为205.2mm, 切口长度为47.2mm, 在辐射器螺旋切口Brillouin区内高斯模式标量相关系数大于98%.本文所用的方法也可用于其它频率和模式的回旋管准光辐射器设计.
回旋管 准光辐射器 几何光学 耦合波理论 gyrotron quasi-optical launcher geometrical optics coupled-wave theory
电子科技大学 物理电子学院 高能电子学研究所, 成都 610054
研究了将回旋管及其他高功率微波器件的振荡输出模式转换成准高斯波束的准光模式变换器，实现了准高斯模TEM00的横向输出。利用几何光学分析了模式在波导中的传播，进一步分析了伏拉索夫(Vlasov)辐射器的工作机理，运用矢量绕射理论计算出辐射场;通过编程设计了将94 GHz、模式为TE62的毫米波转化为准高斯波束的准光模式变换器。结果表明：通过设计Vlasov辐射器和两级反射镜，可以在窗口处得到准高斯波束,整个系统的功率效率达到87.5%。
回旋管 矢量绕射理论 伏拉索夫辐射器 准光模式变换器 gyrotron vector diffraction theory Vlasov launcher quasi-optical mode converter 强激光与粒子束
2013, 25(10): 2663
