强激光与粒子束
2020, 32(4): 043002
在耦合腔结构的高频特性模拟中，基于准周期边界条件法建立的双腔模型，由于两端电场的边界条件完全相同，导致了伪解的出现。本文建立了单腔仿真模型，消除了伪解存在的边界条件，避免伪解的出现。在保证求解精度的基础上，网格数目减少了 62%，总计算时间缩小了 56%，一次性生成色散曲线和耦合阻抗曲线，提高了色散和耦合阻抗的数据处理效率，为高频结构参数优化提供了更有效的途径。采用单腔仿真模型，模拟分析了各结构尺寸对高频特性的影响。
耦合腔 色散特性 耦合阻抗 电磁仿真 coupled cavity structure dispersion characteristics interaction impedance electromagnetic simulation
电子科技大学 大功率微波电真空器件技术国防科技重点实验室， 成都 610054
研究了Ku波段光子晶体加载曲折波导慢波结构的色散特性和耦合阻抗。用电磁仿真软件CST MWS进行了仿真, 讨论了慢波结构外光子晶体对慢波通道内电磁波的选择通过性。对具有相同结构尺寸慢波结构的研究结果表明：光子晶体加载慢波结构的色散比传统曲折波导慢波结构的色散低；和传统曲折波导慢波结构相比，光子晶体加载曲折波导慢波结构的耦合阻抗略高。
曲折波导 光子晶体 慢波结构 色散特性 耦合阻抗 folded waveguide photonic crystals slow-wave structure dispersion characteristics Pierce interaction impedance
1 中国科学院 电子学研究所 高功率微波源与技术重点实验室,北京 100190
2 中国科学院 研究生院,北京 100049
给出了三间隙耦合腔输出回路的等效电路,利用等效电路确定了谐振频率及间隙阻抗矩阵。从间隙阻抗出发,结合双间隙耦合腔输出回路探讨了模式重叠的机制,并将其应用于Ka波段的三间隙耦合腔输出回路。基于能量守恒的观点得到了三间隙耦合腔输出回路的互作用阻抗频率特性,从而调整电路参数,使所研究电路的3 dB带宽达到了4.48%。
三间隙耦合腔 输出回路 间隙阻抗矩阵 互作用阻抗 模式重叠 带宽 three-gap coupled cavity output section gap impedance matrix resonator interaction impedance mode-overlapping bandwidth
1 中国科学院 电子学研究所 高功率微波源与技术重点实验室,北京 100190
2 中国科学院 研究生院,北京 100039
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。
高功率微波 行波管 螺旋带 电磁场 耦合阻抗 耦合磁导纳 high power microwave TWT tape helix electromagnetic field interaction impedance interaction admittance
应用有限元仿真软件HFSS，建立了准确的3维螺旋线行波管耦合阻抗仿真模型。应用该模型，对微扰实验法在微扰杆内电场所做出的4个假设和近似，进行了定量的分析和讨论：电场在轴向是均匀的，忽略掉轴向高次空间谐波的存在；电场在角向是均匀的，忽略掉角向高次空间谐波的存在；忽略掉电场中TE波部分，认为电场角向分量为零；假设微扰前后的电场是相等的。同时，对微扰杆的尺寸和介电常数与耦合阻抗的依赖关系进行了模拟分析。结果表明：当微扰法所引入的假设和近似逐步消失后，微扰法的结果最后收敛于定义法。
螺旋线 行波管 耦合阻抗 微扰法 仿真模型 Helix Traveling-wave tube Interaction impedance Perturbation method Simulation model
中国科学院电子学研究所,微波器件中心,北京,100080
对几种用3维MAFIA仿真软件以及利用其准周期边界条件和后处理模块计算耦合腔行波管慢波结构的色散和耦合阻抗等冷测特性的方法进行了讨论,另外还对两种阻抗总阻抗和Pierce耦合阻抗的定义进行了充分讨论.考虑到休斯结构耦合腔行波管的电子是与耦合腔慢波结构的负一次谐波发生作用和耦合阻抗应该是电子注截面上的平均值等,指出总阻抗和Pierce耦合阻抗之间相差一个因子,考虑了这个修正因子之后,其结果将更接近实际情况.用这些方法计算耦合腔行波管的冷测特性,得到了与实验冷测值十分接近的结果.
行波管 耦合腔行波管 色散 耦合阻抗 Traveling-wave tube Coupled cavity slow-wave structure Dispersion MAFIA Interaction impedance MAFIA
中国科学院,电子学研究所,微波器件中心,北京,100080
介绍了用MAFIA软件的准周期边界条件计算螺旋线行波管慢波结构的色散和耦合阻抗,以及用ANSYS软件对螺旋线径向挤压变形建模的方法,并对螺旋线受挤压径向变形对其冷测特性的影响进行了详细的分析.结果表明:螺旋线径向挤压变形会导致相速增大,而在通常的变形范围内耦合阻抗也会增加;当变形继续增大时耦合阻抗上升到最大值后开始下降.
行波管 螺旋线慢波结构 色散 耦合阻抗 MAFIA软件 ANSYS软件 Traveling-wave tube Helical slow-wave structure Dispersion Interaction impedance MAFIA ANSYS
电子科技大学 物理电子学院,高能电子学研究所,四川 成都,610054
翼片加载螺旋线慢波结构广泛应用于大功率、宽频带行波管中.首次将考虑螺旋带径向厚度的螺旋带模型应用于翼片加载螺旋线慢波结构,将离散的夹持杆等效为一系列连续的介质层,各层取不同的径向相位常数,得到了实用的色散方程和耦合阻抗表达式.利用导出的方程对实际行波管的螺旋慢波结构进行计算,计算结果与测量结果具有良好的一致性.分析了螺旋带厚度、介质分层数以及外壳半径对计算结果的影响,结果表明考虑螺旋带厚度能大幅提高计算精度.
螺旋带 翼片 色散特性 耦合阻抗 Tape helix Vane Dispersion characteristics Interaction impedance
电子科技大学,物理电子学院,四川,成都,610054
分析了具有夹持杆和金属屏蔽筒并且考虑了螺旋带径向厚度的螺旋线慢波系统的色散特性和耦合阻抗.通过用切比雪夫多项式来展开螺旋带上的面电流,用真空层来模拟螺旋带的厚度,用均匀分层介质来等效介质夹持杆,得到了色散方程和耦合阻抗的表达式.与实验数据相比,考虑螺旋带厚度所得出的结果明显优于未考虑其厚度的结果.利用该模型设计了两个工作在3GHz的螺旋线慢波系统.
螺旋带厚度 夹持杆 色散特性 耦合阻抗 helix radial thickness supporting rod dispersion characteristic interaction impedance
