【摘 要】
：
电真空器件的发展已有近百年历史,它无论在现代化信息社会还是在国防军事领域中都扮演着极其重要的角色。由于近些年来对电真空器件需求的性能指标日益提升,新型电真空器件也迎来了新阶段并开始研究与发展。计算机数值仿真技术对新型电真空器件进行模拟,不仅可以解决一些通过理论推导和实验难以解决的问题,而且还可以减少人力物力的支出,并缩短整个研发周期。由于数值仿真技术中的粒子模拟方法可以对一些不受几何结构限制,在理
论文部分内容阅读
电真空器件的发展已有近百年历史,它无论在现代化信息社会还是在国防军事领域中都扮演着极其重要的角色。由于近些年来对电真空器件需求的性能指标日益提升,新型电真空器件也迎来了新阶段并开始研究与发展。计算机数值仿真技术对新型电真空器件进行模拟,不仅可以解决一些通过理论推导和实验难以解决的问题,而且还可以减少人力物力的支出,并缩短整个研发周期。由于数值仿真技术中的粒子模拟方法可以对一些不受几何结构限制,在理论研究阶段还不太清楚的物理科学问题进行模拟,因此近些年来得到了越来越广泛的应用。本论文从以上研究背景出发开展新型电真空器件Fast PIC模拟研究。其中包括220GHz折叠波导行波管设计研究与验证,52GHz和220GHz交错双栅行波管设计研究与验证,并针对220GHz交错双栅设计了阶梯型输入输出耦合器,主要工作内容包括以下几个部分:1.总结了电真空器件的研究现状以及新型电真空器件的研究意义,介绍了数值仿真技术且简要说明了新型电真空器件的数值仿真流程,并详细调研了其中的粒子模拟方法应用概况及国内外粒子模拟软件的发展。2.对220GHz折叠波导行波管进行设计研究。主要分为三个步骤:第一步进行理论分析并利用CST设计高频结构,优化结构参数;第二步利用BUMBLEBEE3D的微波仿真模块对传输特性进行设计;最后一步利用BUMBLEBEE 3D进行注-波互作用设计,通过CST Particle Studio验证其正确性。3.对52GHz和220GHz交错双栅行波管进行设计研究。主要分为三个步骤:第一步利用CST进行高频结构设计并优化参数;第二步利用BUMBLEBEE 3D的微波仿真模块设计传输特性,其中包括输入输出耦合器的设计,并通过CST Microwave Studio进行对比验证;最后一步进行注-波互作用设计。
其他文献
随着无线通信技术的快速发展,高性能微波介电陶瓷已广泛应用于天线、谐振器与滤波器等微波元器件。具有低介电常数、高Q值和近零谐振频率温度系数的Li3Mg2SbO6陶瓷,有望在5G通信设备中发挥重要作用。本文系统研究了 A位、B位离子取代和LBBS玻璃掺杂对Li3Mg2SbO6陶瓷物相组成、烧结特性与介电性能的影响。基于本文研究陶瓷材料,通过HFSS软件设计一款微带天线。首先,为了改善Li3Mg2SbO
相较于毫米波,太赫兹波在物理方面具有量子能量低、穿透性好等独特优势,在基础科学及军事国防等领域有着广泛应用。太赫兹辐射源作为太赫兹技术发展的前提和基础,一直都是研究的重点。太赫兹行波管作为大功率太赫兹源,因具有功率大、效率高、带宽宽等特点,已成为国内外研究热点。行波管电子光学系统包括电子枪、聚焦系统和收集极。然而在太赫兹频段,由于频率很高使得电子光学系统结构中的关键尺寸很小,电子传输通道窄。高频率
有限元后处理利用颜色映射和不透明度控制等方式,结合图形图像处理技术,将有限元求解结果可视化。后处理主要围绕CAE软件进行,电子科技大学自主研发的CAE软件MTSS,其后处理系统在功能、实时性、图形显示质量等方面需要改进。此外,涉及到多学科、多应用领域的多物理场问题越来越广,目前的可视化方法主要局限于单一视图、单物理场的可视化研究,传统的后处理技术难以满足需求。研究能在同一个视图下高效展示多物理场分
回旋行波管是一种重要的放大器件,具有输出功率高、工作频带宽的特点,在高分辨率雷达、通讯与电子战等方面的研究潜力巨大。自上世纪50年代以来,回旋行波管愈加受到科学家们的重视,成为重要的研究课题。光滑波导回旋行波管在提升输出功率和工作带宽方面具有一定的局限性,然而螺旋波纹波导回旋行波管在这些方面能获得较大提升,并且还能约束波导内的模式竞争,这极大地提升了回旋行波管的工作能力。此外,螺旋回旋行波管对电子
直接数字射频调制器,是一种能够将基带模拟信号直接调制量化为带限数字射频信号的调制器架构,凭借着高集成、低功耗、可重构、低成本等优势,广受青睐。受限于结构问题,直接数字射频调制器传输频点单一,大带宽下的信号频谱扩展限制调制器性能;在双带调制系统中,双波段噪声抑制困难导致效率与质量无法兼顾。本文以提高直接数字射频调制器传输频点灵活性和传输效率为目的,提出一种基于Delta-Sigma调制方案的多频段可
随着当今大规模集成电路和无线通信技术的生产和使用,电子信息工业迅速崛起并成为重要高新技术产业。由于电子市场需求的爆炸增长,对集成电路也提出了更高的要求。CMOS工艺不仅工艺成熟、集成度高,而且有着低功耗、低成本等优势,因此于众多选择下脱颖而出成为解决电路设计的首选方案。科技发展日新月异,CMOS工艺节点在持续的研究中不断演进,使得器件的尺寸缩小成为现实,器件的工作频率也在不断升高。器件的模型是设计
功率放大器作为通信基站中的核心器件,其性能的好坏直接影响了整个通信基站的质量的好坏。本文针对F类功率放大器开展深入研究,主要研究内容涉及了宽带高效率功率放大器、双频带功率放大器和三频带功率放大器的研究和设计。正是因为充分理解并运用功率放大器基本工作原理,构建先进设计方法,探索新型拓扑结构,文中所述的功率放大器性能超过国内外文献所报道的同类器件水平,体现了本文研究工作的先进性。本文主要研究工作如下:
目前行波管已运用在现代科技的诸多领域,如雷达、通信、精密测量等,成为了电子设备的重要微波电子器件。随着器件工作频率的升高,行波管高频系统的损耗也随之变大,这对行波管整体性能影响很大。传统的正弦波导慢波结构有着损耗低,反射小的良好传输特性,同时输出功率也有着宽带宽的特性。但是,随着频率的升高,慢波结构的尺寸也逐渐减小,机械加工很难加工出理想正弦结构,因此需要对传统的慢波结构进行改进以实现加工。此外需
隐身技术是现代军事发展的重要研究方向,结构型吸波材料作为隐身技术的有效手段受到高度关注。蜂窝结构不仅具有重量轻的特点,而且由于其特殊的六边形结构使得它兼具高刚度和高强度的优点。涂覆吸波涂层的蜂窝材料具有优良的电磁性能和力学性能,因此被广泛应用于多种不同的结构（低重量天线反射器、天线罩和其他低可观测结构等）部件,吸引着越来越多学者的关注和研究。等效电磁参数（介电常数和磁导率）对蜂窝吸波材料的设计具有
环行器是收发系统中不可缺少的重要组成部分,广泛应用于通信系统和雷达系统中。随着新一代通信技术的出现和普及,微波器件面临着更复杂更高要求的应用环境。可以简单总结为小型化、易集成,对于特定情况,在满足前面两点的同时还要具有高功率容量。对于微带线等传统平面电路来说,易于实现小型化,但功率容量较低;波导功率容量足够大,但体积大难以集成。基片集成波导（SIW）的提出为解决功率和尺寸的矛盾,提供了一个可行的方