周期介质加载大轨道回旋行波管研究

1

作者 杨锦涛 王峨锋 +5 位作者 雷朝军 赵其祥 雷子涵 高东硕 曾旭 冯进军 《现代电子技术》 北大核心 2024年第8期55-60,共6页

通过耦合系数、模式竞争和起振条件分析谐波状态下采用大回旋电子注周期性介质加载结构的注波互作用特点,并通过理论分析和PIC粒子模拟,优化设计出一支Ka波段大回旋电子注回旋行波管。该回旋行波管处于二次谐波工作状态,互作用结构采用... 通过耦合系数、模式竞争和起振条件分析谐波状态下采用大回旋电子注周期性介质加载结构的注波互作用特点,并通过理论分析和PIC粒子模拟,优化设计出一支Ka波段大回旋电子注回旋行波管。该回旋行波管处于二次谐波工作状态,互作用结构采用周期性介质加载结构,结构简单,工艺成熟。仿真结果表明,在电子注为75 kV、电流为9 A、磁场强度仅为0.51 T的工作条件下,所设计的回旋行波管最大输出功率达到了156 kW,3 dB带宽为4.4 GHz,最大增益为47.18 dB,磁场用常规电磁线圈磁体产生即可达到要求。 展开更多

关键词 回旋行波管 大回旋电子注 KA波段 二次谐波 周期性介质加载 高频结构 竞争模式

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光波在一维周期介质中传播的色散和反射 被引量：11

2

作者 王维江 肖万能 周金运 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第3期366-370,共5页

从光的电磁理论出发导出了光在一维周期介质中的特性矩阵的表达式 .运用特性矩阵方法对光在周期介质中的色散关系、光子带隙、反射率光谱等特性进行了数值模拟和理论分析 。

关键词 周期介质 光子带隙 特性矩阵 色散

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二维正弦周期介质中的空间谐波和模式

3

作者 董天临 余敏 《微波学报》 CSCD 北大核心 1989年第1期50-56,共7页

本文研究二维正弦周期介质中电磁波的传播及其中的某些独特的物理效应。结果表明,传播特性与传播方向是密切相关的。在所谓正向传播的特殊条件下,TE模式和TM模式间不发生耦合,用而可以独立存在。然而在一般的传播方向上,只能存在混合模... 本文研究二维正弦周期介质中电磁波的传播及其中的某些独特的物理效应。结果表明,传播特性与传播方向是密切相关的。在所谓正向传播的特殊条件下,TE模式和TM模式间不发生耦合,用而可以独立存在。然而在一般的传播方向上,只能存在混合模的特证解,特征解内的各个空间谐波都是互相耦合的,色散特性曲线因而呈现复杂的形状,各空间谐波的矢量振幅的大小和相位也都与空间传播方向有强烈的依赖关系。本文最后还介绍了这方面进行的大量数值计算中的部分结果。 展开更多

关键词 周期介质 空间谐波 模式 电磁波

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周期介质结构传输特性的严格模匹配分析 被引量：4

4

作者 伍瞻瞻 徐善驾 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期21-26,共6页

用严格模匹配与多模网络理论相结合的方法 ,对几种周期介质结构的传输特性进行了深入的分析 .包括两种有限长周期介质镜像波导滤波器 ;一种有限长变周期无辐射介质波导滤波器 ;一种无限长周期部分介质填充的矩形波导 .

关键词 周期介质 导波结构 介质滤波器 模匹配法 多模网络 镜像波导滤波器 矩形波导 毫米波器件

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电磁波在周期介质中的传播及二维光子晶体的光子带结构 被引量：8

5

作者 阿不都热苏力 帕尔哈提 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期125-129,共5页

光子晶体是光学与凝聚态物理交叉的新领域,也是近年来应用物理学的一个重要研究领域,它是一种由介电常数高的(低的)介质在另一种介电常数低的(高的)背景介质中周期排列所组成的人造多维周期结构材料,能够产生光子带隙。频率落在带隙内... 光子晶体是光学与凝聚态物理交叉的新领域,也是近年来应用物理学的一个重要研究领域,它是一种由介电常数高的(低的)介质在另一种介电常数低的(高的)背景介质中周期排列所组成的人造多维周期结构材料,能够产生光子带隙。频率落在带隙内的光在晶体里沿任何方向都不能传播,因而具有能够抑制原子、分子的自发辐射等诱人的光电子学特性,在基础研究和实际应用上都有着巨大的潜力。本文在这一领域里进行了富有成效的研究,获得了很好的结果。主要有:(1)利用平面波展开方法来计算二维光子晶体的带隙结构。首先,我们设计正方晶胞的二维光子晶体模型。设x3方向为介质柱的轴方向,二维周期结构在x1-x2平面上。晶胞的晶格常数为a,半径为r,介质柱和空气柱的介电常数分别为εa=17和εb=1,a>2r。设计的核心思想是通过降低光子晶体结构的对称性,消除光子能带在晶体的布里渊区高对称点上的本征简并。(2)对于二维光子晶体的电磁波理论及周期介质中的Bloch波解做了详细的推导,给出了光子晶体中禁带存在的理论依据。同时以正方格子晶格的二维光子晶体为例,验证了电介质在空气圆孔中的排列存在E偏振和H偏振的光子带隙重叠区,称为绝对光子带隙。对于二维的光子晶体,两种本征偏振模式的光子能带结构可以独立地调节。 展开更多

关键词 电磁波 周期介质 二维光子晶体 正方格子 平面波展开法 光子能带结构 光子禁带

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220 GHz周期介质加载波导回旋行波管的理论设计与PIC仿真 被引量：1

6

作者 陈儒泰 喻胜 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期1042-1050,共9页

通过理论研究和粒子仿真(Particle in Cell,PIC),设计了一支工作在基波TE01模式下,采用周期性介质加载(PDL)波导的220 GHz回旋行波管(gyrotron traveling wave tube,Gyro-TWT)。通过研究寄生振荡的起振阈值和加载介质环,成功抑制了寄生... 通过理论研究和粒子仿真(Particle in Cell,PIC),设计了一支工作在基波TE01模式下,采用周期性介质加载(PDL)波导的220 GHz回旋行波管(gyrotron traveling wave tube,Gyro-TWT)。通过研究寄生振荡的起振阈值和加载介质环,成功抑制了寄生振荡(绝对不稳定性振荡和返波振荡)。分别采用了非线性理论程序与粒子仿真对注波互作用进行研究,对比了两种结果基本一致。PIC仿真结果显示,优化后的回旋行波管,工作在220 GHz时,在输入70 kV和3 A电子注的情况下,饱和输出功率为55.61 kW,对应的效率为26.48%,饱和增益为53.56 dB,-3 dB带宽为12 GHz。 展开更多

关键词 回旋行波管 寄生振荡 周期介质加载 非线性理论 粒子模拟 220 GHz

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TE波在双正弦周期介质中的传播特性

7

作者 刘圣民 董天临 《微波学报》 CSCD 北大核心 1989年第4期42-47,共6页

本文以严格的Fourier变换理论为基础,推导了双正弦周期介质中TE波在正向传播时的基本方程。利用无穷矩阵法把基本方程化为齐次的线性系统,求解了上述条件下的双正弦周期介质特征值问题,导出了特征值(传播常数)和相应特征向量(场矢量)的... 本文以严格的Fourier变换理论为基础,推导了双正弦周期介质中TE波在正向传播时的基本方程。利用无穷矩阵法把基本方程化为齐次的线性系统,求解了上述条件下的双正弦周期介质特征值问题,导出了特征值(传播常数)和相应特征向量(场矢量)的有关数学公式。在此基础上进行了大量的数值计算,得到了双正弦周期介质中TE波的传播特性和一些不同于单正弦介质的结果。作为上述理论结果的一种应用,本文介绍了双正弦周期介质全填充的矩形波导滤波器,其双阻带频率特性与上述理论分析是符合的。 展开更多

关键词 周期介质 波导 DTE波 毫米波

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准周期多层平板介质光栅色散特性的数值分析

8

作者 徐善驾 寇学坤 刘健 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第2期132-134,共3页

本文采用多模网络与模匹配相结合的方法系统地分析了周期和准周期多层平板介质光栅的色散特性．对多种栅结构的计算结果表明，与已有的分析方法相比较，本文方法具有简洁，精确和适用性强的特点．

关键词 准周期介质栅 多模网络 模匹配 光纤光栅

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周期性层状介质中超声波传播的实验研究 被引量：5

9

作者 杨晓松 马瑾 刘力强 《地震地质》 EI CSCD 北大核心 2004年第3期484-491,共8页

实验研究了韵律层结构和超声波探测频率对弹性波波速和波形的影响。实验中所使用的超声波频率为 2 4 0kHz ,韵律层由不同厚度的钢板和有机玻璃板构成。研究表明 ,当λi/di<4 (i=1 ,2 ) (λi 为超声波在介质i中传播时的波长 ,di 为韵... 实验研究了韵律层结构和超声波探测频率对弹性波波速和波形的影响。实验中所使用的超声波频率为 2 4 0kHz ,韵律层由不同厚度的钢板和有机玻璃板构成。研究表明 ,当λi/di<4 (i=1 ,2 ) (λi 为超声波在介质i中传播时的波长 ,di 为韵律层中介质i的厚度 )时 ,韵律层的波速近似等于 2种介质的时间平均速度 ;当λi/di>5 (i=1 ,2 )时 ,其速度开始显著地降低 ,并趋向于有效介质波速的Reuss下限 (VRp)。韵律层的结构对于透射波的波形有显著的影响。特别是当λi/di 接近于 6时 ,透射波波形非常简单 ,并且其透射波的振幅显著地降低。因此波形简单并不一定对应着简单的介质结构。由于弹性波在韵律层中的传播速度以及波形与探测频率有关 ,因此在利用地震测深结果分析岩石圈结构 。 展开更多

关键词 超声波探测 周期性层状介质 长波近似 地壳结构 地震测深

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声波在球状准周期多层介质中的传播 被引量：4

10

作者 方云团 王永顺 姜光 《应用声学》 CSCD 北大核心 2004年第1期23-28,47,共7页

运用转移矩阵方法研究了声波在准周期球形多层介质中的传播,与周期性结构比较它具有不 同结构的通带和禁带,且随介质层数的增加声波衰减速度变慢。声波透射系数还随介质厚度的改变 发生周期性的变化。

关键词 声波 球状准周期多层介质 转移矩阵法 透射系数 声学器件

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介质周期结构频率选择特性的多模网络分析 被引量：3

11

作者 杨利 徐善驾 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第3期63-66,共4页

本文采用多模网络与严格模匹配相结合的方法分析了平面波斜入射时介质周期结构的频率选择反射特性.讨论了这种结构全反射的频率、带宽和在确定频带内出现全反射的个数随周期层厚度、附加介质层厚度及介电常数的变化关系，为介质频率选... 本文采用多模网络与严格模匹配相结合的方法分析了平面波斜入射时介质周期结构的频率选择反射特性.讨论了这种结构全反射的频率、带宽和在确定频带内出现全反射的个数随周期层厚度、附加介质层厚度及介电常数的变化关系，为介质频率选择表面结构的设计提供了依据．最后用平板介质波导理论说明了这种波现象与多层平板介质结构导模色散特性的关系. 展开更多

关键词 频率选择表面 介质周期结构 多模网络 毫米波

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介质损耗对左手媒质周期结构频率选择特性的影响 被引量：3

12

作者 方维海 徐善驾 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第12期2399-2402,共4页

采用多模网络与严格的模匹配相结合的方法研究了介质损耗对左手媒质构成的周期结构频率选择特性的影响;并对其中的新现象给予了解释.讨论了损耗对左手和右手周期结构的频率选择特性影响的差异.本文得到的结果对于精确设计新的毫米波频... 采用多模网络与严格的模匹配相结合的方法研究了介质损耗对左手媒质构成的周期结构频率选择特性的影响;并对其中的新现象给予了解释.讨论了损耗对左手和右手周期结构的频率选择特性影响的差异.本文得到的结果对于精确设计新的毫米波频率选择表面有一定的指导意义. 展开更多

关键词 左手媒质 介质周期结构 频率选择特性 多模网络 介质损耗

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斜入射情况下介质周期结构三维散射问题的严格求解

13

作者 杨利 徐善驾 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第6期72-75,共4页

本文采用多模网络与严格模匹配相结合的方法 ,以介质周期结构在平面波沿主平面二维斜入射情况下散射特性的分析为基础 ,经过巧妙的数学处理 ,严格求解了三维斜入射情况下介质周期结构的散射问题 。

关键词 介质周期结构 散射 斜入射

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介质周期结构频率选择特性有限元法分析

14

作者 冯奎胜 谢春健 许家栋 《微波学报》 CSCD 北大核心 2008年第1期26-28,39,共4页

采用有限元方法分析了平面波入射时介质周期结构的频率选择特性。截取一个完整的周期单元,内部应用有限元(FEM)方法计算;采用理想匹配层(PML)吸收边界、周期边界、入射边界相结合的方法对无限空间进行截断。几种边界条件的联合应用大大... 采用有限元方法分析了平面波入射时介质周期结构的频率选择特性。截取一个完整的周期单元,内部应用有限元(FEM)方法计算;采用理想匹配层(PML)吸收边界、周期边界、入射边界相结合的方法对无限空间进行截断。几种边界条件的联合应用大大简化了开放空间问题的计算,保证了计算精度。算例结果与理论值符合较好,表明有限元方法在分析此类问题中的正确性和有效性。 展开更多

关键词 频率选择表面 介质周期结构 有限元法 理想匹配层

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任意形状介质周期结构频率选择特性的多模网络分析

15

作者 杨利 徐善驾 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 1999年第S1期96-102,共7页

本文采用多模网络与严格模匹配相结合的方法分析了平面波斜入射时周期槽为任意形状的介质周期结构的频率选择反射特性,着重讨论了不同周期槽形状,诸如矩形、梯形、升余弦和三角形等对介质周期结构频率选择特性的影响,为介质频率选择结... 本文采用多模网络与严格模匹配相结合的方法分析了平面波斜入射时周期槽为任意形状的介质周期结构的频率选择反射特性,着重讨论了不同周期槽形状,诸如矩形、梯形、升余弦和三角形等对介质周期结构频率选择特性的影响,为介质频率选择结构的设计提供了依据,最后文中给出了这种波现象的物理解释。 展开更多

关键词 频率选择表面 介质周期结构 周期槽 多模网络 全反射

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周期层状介质对纵波速度影响的实验研究 被引量：5

16

作者 魏建新 狄帮让 《石油地球物理勘探》 EI CSCD 北大核心 2010年第5期661-666,共6页

周期层状介质模型是由两种不同的波阻抗材料交替组合而成,其速度除受各层岩性控制外,也与周期层的厚度和探测频率有关。为了更好地了解这些因素的影响,文中通过把一种材料灌注到另一种材料间隔中的方法构建一组不同周期层厚度的周期层... 周期层状介质模型是由两种不同的波阻抗材料交替组合而成,其速度除受各层岩性控制外,也与周期层的厚度和探测频率有关。为了更好地了解这些因素的影响,文中通过把一种材料灌注到另一种材料间隔中的方法构建一组不同周期层厚度的周期层状介质模型,并用主频为1.0,0.6,0.2MHz的震源对模型进行透射观测,通过记录波垂直层状介质传播时的波形变化,分析不同周期层厚d对波长λ和速度V的影响,以及V与λ/d的关系。实验结果表明,当两种材料所占体积基本相同时,在垂直层方向上V与λ/d有关,即λ/d<1时V与射线平均速度一致,在λ/d∈(8,11)的较窄范围内V快速下降,V的最小值接近周期层状介质的有效介质估算速度;λ/d值接近1或8时为速度变化的转折点,同时透射波的能量严重衰减。 展开更多

关键词 周期层状介质 速度 波长与层厚比 实验观测

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介质周期结构色散特性的严格分析──一种三维边值问题的求解方法 被引量：1

17

作者 孙利国 徐善驾 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 1994年第1期17-21,共5页

本文以耦合模理论和Ｆｌｏｑｕｅｔ理论为基础，把本征模展开与空间谐波展开巧妙地结合起来，严格分析了斜入射情况下介质周期结构的色散特性椚咧滴侍狻Ｕ庵中路椒缺苊饬？通常耦合模方法分析此类问题所引入的微扰近似，又比Ｆｌ... 本文以耦合模理论和Ｆｌｏｑｕｅｔ理论为基础，把本征模展开与空间谐波展开巧妙地结合起来，严格分析了斜入射情况下介质周期结构的色散特性椚咧滴侍狻Ｕ庵中路椒缺苊饬？通常耦合模方法分析此类问题所引入的微扰近似，又比Ｆｌｏｑｕｅｔ方法简单方便。通过对斜入射情况下一些介质周期结构滤波特性的数值分析，证实了本文方法的有效性、精确性和实用性。 展开更多

关键词 介质周期结构 色散特性 边值问题

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ZnS/ZnSe周期性迭层介质中光的反射特性分析

18

作者 刘大力 李公羽 +2 位作者 范俊清 许承杰 范希武 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第2期138-142,共5页

基于光在多层介质中的传输理论，对ＺｎＳ／ＺｎＳｅ周期迭层介质结构中光的反射特性作了分析和计算，由得到的Ｂｒａｇｇ反射率与光波长的关系曲线，发现当ＺｎＳ／ＺｎＳｅ的折射率改变时，其Ｂｒａｇｇ反射率曲线将发生平移，平移的... 基于光在多层介质中的传输理论，对ＺｎＳ／ＺｎＳｅ周期迭层介质结构中光的反射特性作了分析和计算，由得到的Ｂｒａｇｇ反射率与光波长的关系曲线，发现当ＺｎＳ／ＺｎＳｅ的折射率改变时，其Ｂｒａｇｇ反射率曲线将发生平移，平移的方向与Δｎ为“正”或“负”有关．据此，提出了利用ＺｎＳ／ＺｎＳｅ的光学非线性特性，可能研制出光控“开关”或“光逻辑门”。 展开更多

关键词 周期性迭层介质 硫化锌 层介质膜 硒化锌

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介质波导阵列电磁特性分析 被引量：2

19

作者 田加胜 李昕 +1 位作者 石坚 张靖 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期156-160,共5页

根据已提出的二维周期介质严格理论,比较详细地分析和研究了介质波导阵列的电磁特性.首先,对存在纵向波传播时(kz≠0)的空间谐波相互作用特征进行了分析,得出了横向波传播色散特性.其次,在横向平面上的两互相垂直方向的波数相等(kx=ky)... 根据已提出的二维周期介质严格理论,比较详细地分析和研究了介质波导阵列的电磁特性.首先,对存在纵向波传播时(kz≠0)的空间谐波相互作用特征进行了分析,得出了横向波传播色散特性.其次,在横向平面上的两互相垂直方向的波数相等(kx=ky)时,对不同波频率下空间谐波相互作用特性及其产生的阻带分布特征作了详细研究,并对横向纵向波传播色散关系进行了分析和计算.最后,得出介质波导阵列存在纯纵向导波的十分有意义的结论,具有实用价值. 展开更多

关键词 波导阵列 特性分析 波传播 周期介质 电磁特性 相互作用 空间谐波 色散特性 垂直方向 分布特征 作用特性 色散关系 实用价值 阻带

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用Marcatili方法分析矩形介质波导阵列

20

作者 田加胜 《电波科学学报》 EI CSCD 2002年第4期341-343,364,共4页

将Marcatili近似分析方法在应用范围和处理方法上进行了一些改进 ,并称之为扩展的Marcatili方法。根据Floquet理论和该方法 ,分析了矩形介质波导阵列 ,推得两个一维周期介质结构的耦合特征方程。数值计算结果表明 ,在微扰的情况下 ,特... 将Marcatili近似分析方法在应用范围和处理方法上进行了一些改进 ,并称之为扩展的Marcatili方法。根据Floquet理论和该方法 ,分析了矩形介质波导阵列 ,推得两个一维周期介质结构的耦合特征方程。数值计算结果表明 ,在微扰的情况下 ,特征方程所得的结论与其他方法已取得的结果吻合很好 ,它们都能较准确地反应出通带、阻带和空间谐波之间的相互作用等主要周期特性。 展开更多

关键词 Marcatili方法 矩形介质 周期介质结构 波导阵列 耦合特征方程

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