西安工业大学光电工程学院, 陕西 西安 710016
设计了不同结构参数的几何拓扑结构, 对比分析了各几何拓扑结构的电磁屏蔽效能。建立了各几何拓扑结构的红外透过率公式, 用计算机图像处理和实验两种方法对其进行验证。用高频结构仿真软件(HFSS)对各几何拓扑结构进行仿真, 得到了不同几何拓扑结构在 12～18GHz波段内的电磁屏蔽效能。通过对比不同的几何拓扑结构电磁屏蔽效能的大小, 确定了在相同条件下, 电磁屏蔽效能最高的几何拓扑结构。采用光刻法得到十字形拓扑结构的实物, 用网络分析仪测试了其电磁屏蔽效能。对十字形拓扑结构的测试结果表明, 在频率增高时, 实测值和仿真值电磁屏蔽效能差值呈增大趋势。
电磁屏蔽效能 红外透过率 拓扑结构 屏蔽效能测试 高频结构仿真软件 electromagnetic shielding effectiveness infrared transmittance geometric topology shielding effectiveness testing HFSS
兰州交通大学 光电技术与智能控制教育部重点实验室，甘肃 兰州 730070
为了研究以天线作为射频辐射源的生物电磁学问题，运用基于有限元法的三维高频结构仿真软件(HFSS)仿真手机天线对人头组织辐射模型和地铁司机职业电磁暴露模型，分析电小尺寸模型和电大尺寸模型中辐射边界条件和完美匹配层的设置对仿真结果的影响。通过对比已有文献中时域有限差分法对该模型的仿真结果，验证采用厚度为λ/2的完美匹配层作为边界条件的可靠性；结合仿真结果的精确度、网格剖分数和计算速度，说明天线近场辐射问题中电小尺寸模型应该选择二阶基函数进行网格剖分，电大尺寸模型应该选择混合阶基函数。
有限元法 三维高频结构仿真软件 辐射边界条件 完美匹配层 二阶基函数 finite element method 3-dimensional High Frequency Structure Simulator Radiation boundary condition Perfect Matching Layers second-order basis function 太赫兹科学与电子信息学报
2018, 16(5): 892
中国电子科技集团公司 第十二研究所 大功率微波电真空器件技术国防科技重点实验室，北京 100015
采用紫外光刻电铸和微成型(UV LIGA)技术制造太赫兹真空器件的高频结构，频率为94~220 GHz。对于94 GHz高频结构，尺寸误差≤15 μm，采用此高频结构的脉冲行波管输出功率大于100 W；180 GHz高频结构，尺寸误差≤5 μm，采用此高频结构的太赫兹行波管二倍频器输出功率高于100 mW，带宽为11.4 GHz；220 GHz高频结构，尺寸误差≤3 μm，衰减因子为240 dB/m。UV LIGA技术在太赫兹真空器件中的成功应用，不但为毫米波太赫兹器件研制奠定了基础，同时也为UV LIGA技术在设计制造毫米波太赫兹器件领域，包括有源和无源器件，开辟了一番新天地。
紫外光刻电铸和微成型 高频结构 毫米波太赫兹器件 Ultraviolet Lithographie Galvanoformung Abformung high frequency structure millimeter wave and terahertz devices 太赫兹科学与电子信息学报
2018, 16(5): 776
1 西南民族大学 计算机科学与技术学院, 成都 610041
2 电子科技大学 物理电子学院, 成都 610054
为了提高回旋管的工作效率，高频结构中的模式之间的竞争是急需解决的问题。从模式耦合理论出发系统地研究了回旋管中过渡渐变复合腔的高频场结构，同时考虑了TM型寄生模式对工作模式的影响。通过对耦合系数的分析，为了降低模式之间的耦合程度，采用曲线作为回旋管中高频结构的渐变段。用三维电磁仿真软件和自主开发的程序对高频结构进行计算。计算结果与传统的线性渐变段谐振腔相比，采用非线性类型的谐振腔具有更强的模式抑制能力，并且该类型腔体中能够激励起更强的场幅值。
回旋管 高频结构 耦合系数 模式竞争 gyrotron high frequency structure coupling coefficients mode competition 强激光与粒子束
2014, 26(1): 013008
1 中国工程物理研究院,应用电子学研究所,四川,绵阳621900
2 中国工程物理研究院,研究生部,北京,100088
在双频磁绝缘线振荡器的基础上,提出了多频磁绝缘线振荡器的设想,并利用电磁模拟软件,通过对磁绝缘线振荡器的高频结构进行优化,设计出了多频磁绝缘线振荡器.给出了能够同时稳定输出微波频率数目为1,2,3,4,5的多频磁绝缘线振荡器的粒子模拟结果.结果表明:多频磁绝缘线振荡器可以产生多个频率的高功率微波信号,其功率效率较单频磁绝缘线振荡器的功率效率有明显降低.
高功率微波 磁绝缘线振荡器 高频结构 粒子模拟 多频 强激光与粒子束
2007, 19(10): 1702
中国人民武装警察部队学院,河北,廊坊,065000
对8 mm二次谐波回旋速调管中的注-波互作用,进行了PIC模拟计算,得到了高频结构尺寸、电子注参数、聚焦磁场等参数对输出功率、效率和增益的影响规律.在磁场系数0.511 8,电子注电压70 kV,电子注电流约16 A,输入功率约80 W时,得到约430 kW的输出功率,电子转化效率38%,超过37 dB的增益,3 dB带宽超过210 MHz.
高功率微波 回旋速调管 高频结构 注-波互作用 电子效率 增益 带宽 强激光与粒子束
2007, 19(10): 1697
1 中国科学院,电子学研究所,北京,100080
2 中国科学院,研究生院,北京,100039
利用3维软件设计并模拟了适用于X波段高功率带状注速调管的"Ⅱ"形谐振腔,根据模拟结果分析了腔体各尺寸对电场均匀性的影响;建立了平面对称结构的3维高频互作用系统模拟平台,应用此平台讨论了扼流器法和漂移管窄壁开槽法这两种抑制漂移管中非工作模式的方法;分析了漂移管的尺寸及漂移头对谐振腔内场分布的影响.研究表明:波导高度、耦合腔宽度和高度对带状注速调管谐振腔间隙的电场均匀性影响较大;而波导长度和宽度、耦合腔长度对该电场均匀性影响不大;腔体连接处加上漂移头可使场分布更加集中;该型带状注速调管谐振腔能够产生均匀的电场,为提高注波互作用效率奠定了基础.
高功率微波 带状注速调管 谐振腔 高频结构 均匀场分布
1 中国人民武装警察部队学院,河北,廊坊,065000
2 电子科技大学,物理电子学院,成都,610054
结合回旋速调管研究的相关理论,考虑到高次谐波工作时带来的模式竞争,以及注-波互作用的耦合关系,讨论了半径、腔长、杂模抑制以及腔内媒质涂层的介电参量等诸多因数影响的情况下,如何设计二次谐波回旋速调管谐振腔的问题.结合设计方案建模,优化设计出了5个适于8 mm二次谐波工作的谐振腔,通过漂移段连接成两种高频结构,其中一种结构在注-波互作用非线性模拟中取得了251kW的输出功率,电子效率23.9%,增益27.2dB,3dB带宽大于0.4%;另一种结构初步取了246kW的输出功率,其它参数正在测试之中.
谐振腔 高频结构 耦合系数 介电参量 引导中心半径 驻波场 强激光与粒子束
2006, 18(11): 1893
用高频结构模拟程序HFSS优化设计条带电极kicker并计算了它的反射参数和横向分流阻抗.从模拟得到的反射参数可以看出,在要求的250MHz带宽范围内,反射的功率小于7%,说明了条带与功率传输线是阻抗匹配的;模拟得到的横向分流阻抗与公式计算得到的结果基本上一致.当频率250MHz时,得到了1300Ω的分流阻抗,在此种条件下,需要反馈功率为123W方能抑制束流不稳定性,这为电极的机械设计和在反馈系统中选择功率放大器提供了最基本的依据.
束流不稳定性 横向反馈系统 条带电极 分流阻抗 高频结构模拟程序 Coupled bunch instabilites(CBI) Transverse feedback system Stripline kicker Shunt impedance HFSS 强激光与粒子束
2004, 16(10): 1353
