耦合阻抗

摘要： 粒子加速器中真空元件的阻抗是引起束流不稳定的重要原因。基于储存环的新一代同步辐射光源的设计发射度更小,相应地要求更小的真空盒孔径,进而带来阻抗的显著增加,这就要求在设计阶段对真空元件的阻抗进行准确的评估和优化。阻抗测量是验证阻抗模型准确性的重要手段,而同轴线法是常用的实验室测量方法。对小孔径真空元件同轴线法纵向阻抗测量进行了研究,针对窄带阻抗元件,使用pillbox腔开展了相关的阻抗测量,研究了不同的内导体尺寸对于测量结果的影响,同时基于尾场模拟、散射参数模拟以及本征模模拟对测量结果进行了验证,模拟和测量结果符合很好,并证明原有的内导体导致谐振峰频移的理论分析应用于小孔径元件时存在偏差。此外针对非窄带阻抗元件,对条带冲击磁铁结构进行了同轴线法阻抗测量,研究了内导体对结果的影响,验证了同轴线法测量的有效性。

摘要： 本文基于管内平面波假设,考虑泊松耦合,从基本方程出发,推导充液柔性接管的声阻抗、机械阻抗和机械-声、声-机械耦合阻抗的解析表达式,通过算例对轴向阻抗结果以及耦合与非耦合的阻抗结果进行对比,研究几何参数对轴向阻抗结果的影响,比较钢管和橡胶管的轴向阻抗值.所给出的计算公式拓展和完善了现有柔性接管阻抗的理论研究工作,可以为耦合阻抗试验测试提供理论依据.研究结果对于柔性接管动态特性的综合研究、提高管路系统声学设计水平具有重要的意义.

摘要： 由于折叠波导具有全金属结构、功率容量大、易集成等特点,非常适合在太赫兹频段推广应用.本文针对300 GHz折叠波导行波管进行设计并加工.文中主要对工作频率在300 GHz附近的折叠波导的色散特性、耦合阻抗、损耗特性及其折叠波导行波管的注-波互作用进行研究和仿真.在电压为18.4 kV、电流为8 mA、功率为5 mW、频率范围在301～308 GHz、周期数为200时,该行波管的增益约为20 dB.对该折叠波导进行加工,通过矢量网络分析仪测得折叠波导成品S参数,验证了加工技术和装配方式.

摘要： 文章从电磁场的本征模式出发,利用虚宗量贝赛尔函数的表示形式,考虑宽翼片与夹持杆的影响,得到了螺旋带模型色散关系和耦合阻抗的半解析表达式.将本文的计算与实验结果以及电磁软件的仿真结果进行对比,表明:在螺旋带宽度大于厚度1.5倍时,也就是介质加持杆截面积超过截面总面积的10％时,基于本文模型的计算结果和介质分层理论的结果以及商用电磁仿真软件的结果具有很好的一致性,与仿真结果相比,耦合阻抗最大差异为8％,相速最大差异为6％;与分层介质理论相比,耦合阻抗以及相速的最大差异均小于3％.将本文模型与基于内点法的MATLAB优化函数fmincon相结合,能够加快慢波结构的参数设计速度.

摘要： A study on a new slow wave structure is described in this paper.The structure has two free sectorial ring helixes loaded on angle in a metal shield screen.The high frequency characteristics including dispersion characteristic and coupling impedance are calculated by using 3D electromagnetic simulation software.The change regulation of high frequency characteristics with structural parameters is also obtained.The study shows that,with the increase of the center to center distance of the two helixes and the increase of the angle of the sector,the dispersion characteristic and the phase velocity of slow wave decrease,which is helpful to lower the operating voltage and widen the bandwidth,whereas the coupling impedance decreases.Since the electron beam channel can be set out of the helixes,the DC input power can be improved by increasing cross-sectional area of the electron beam,and so the structure has potential ability to improve output power.%本文提出一种新型螺旋线慢波结构——角向加载双扇环螺旋线慢波结构,即在圆形金属屏蔽框内对称加载两个具有扇环横截面形状的自由螺旋线慢波结构,利用三维电磁仿真软件对其高频特性(色散特性和耦合阻抗)进行模拟计算,得到高频特性随结构参数的变化规律.结果表明:随着两扇环螺旋线的中心间距和扇环圆心角的增大,该角向加载双扇环螺旋线慢波结构色散减弱,且慢波相速减小,有助于降低工作电压,可拓宽电子注与行波同步的频率范围,耦合阻抗则呈现减小趋势.由于电子注通道可设在螺旋线外部空间,因此增大电流横截面积可使输入直流功率增加,从而具有提升输出功率的潜力.

摘要： 介绍了毫米波高效小型化行波管的设计计算和测试结果.利用MTSS软件对高频特性及损耗特性进行了模拟计算,在此基础上设计了工作在毫米波段的宽带高效小型化行波管,最终研制出毫米波高效小型化行波管,整管尺寸238.1 mm×64.9 mm× 37 mm,重量小于等于0.73kg.全频带输出功率大于130 W,效率提高到35％以上,且已具备一定批量生产能力.%This paper introduces the design and test results of a compact high efficiency millimeter wave traveling wave tube.The high frequency characteristics and loss characteristics are simulated by using MTSS software.On the basis of the design,the compact high efficiency millimeter wave traveling wave tube is developed.The dimension of the tube is 238.1 mm× 64.9 mm×37 mm,and the weight is less than 0.73 kg.The output power of the tube in whole frequency band is more than 130 W,and the efficiency is increased to 35％.Batch production capacity of the tube is available.

摘要： 提出了一种开敞式脊加载折叠波导慢波结构.通过除去直波导段周围的金属边界,形成一种开敞式结构以减弱色散,同时在直波导段加脊以提高耦合阻抗.研究表明,和传统结构相比,新型结构在不影响带宽的前提下,有效提高了耦合阻抗,尤其在大功率设计情况下,耦合阻抗的提高接近l倍.%An open ridged loaded folded waveguide slow-wave circuit has been proposed in this paper.By removing the metal boundary of the straight waveguide,an open structure has been formed to reduce the dispersion,while the ridge has been loaded to improve coupling impedance.Compared to the conventional structure the improved circuit structure not only increases the interaction impedance significantly but also keeps the dispersion characteristics well.Especially in the high-power design the coupling impedance is nearly doubled.

摘要： A new slow-wave structure with two rectangular helixes is described in this paper.The high-frequency characteris-tics including dispersion characteristic and coupling impedance are calculated using 3D electromagnetic simulation software.The result shows that,compared with single rectangular helix SWS,double rectangular helix SWS is capable of higher coupling im-pedance in the same position with little dispersion characteristic change.Meanwhile,sheet electron beam can be set in the region containing these positions to further improve the output power.%针对新型螺旋线慢波结构———双矩形螺旋线慢波结构，即在金属屏蔽框内平行加载两个具有矩形横截面形状的自由螺旋线慢波结构，利用三维电磁仿真软件对其高频特性(色散特性和耦合阻抗)进行模拟研究。结果表明：在相同位置处，与单矩形螺旋线慢波结构相比，双矩形螺旋线慢波结构色散特性变化很小，却有着更高的耦合阻抗；同时，在包含这些位置的空间部分，可采用带状电子注与该慢波结构进行注波互作用，使输出功率进一步得到提高。

摘要： 分析和计算了互作用区折叠波导截面长宽比(b/a)、直边高度和电子束通道大小等结构参数对太赫兹波段折叠波导行波管工作性能的影响.结果表明:互作用区衰减常数随b/a的增大而减小,耦合阻抗和小信号增益则随b/a的增大先增加而后减小,存在最优值.电子束通道越大,衰减常数越大,耦合阻抗和小信号增益降低得越多.相对于电子束通道,增益和损耗对直边高度的敏感程度显著降低.因此为了提高器件功率容量,可适当增加折叠波导的高度;在保证电子束能够顺利传输的前提下,电子束通道越小越好.在折叠波导行波管的实际研制中,可依据具体的实验条件和要求,在适当的范围内合理选取互作用区各结构参数的值.

摘要： 矩形栅结构作为真空电子器件中一类常用的慢波系统,具有重要的研究意义.近年来光子晶体被广泛用于太赫兹波段真空电子器件中,将其应用到三种矩形栅慢波结构中,为以后对于太赫兹光子晶体矩形栅慢波结构的设计提供参考.本文运用电磁仿真软件CST分别对太赫兹波段光子晶体矩形单栅、矩形双栅、交错矩形双栅慢波结构的色散特性和耦合阻抗进行计算和对比,结果表明:光子晶体矩形单栅频带宽,而光子晶体交错双栅结构耦合阻抗较大.

摘要： 本文对用于实现1THz真空电子辐射(放大)源的矩形栅慢波结构高频特性进行了初步的理论研究,得到了模式分布,分析了矩形栅侧面宽度对基模互作用下束-波色散及耦合阻抗的影响.研究结果表明:随着金属栅侧面宽度的减小色散曲线上移且所需同步的电子注电压逐渐增大,耦合阻抗存在最佳值.这为进一步分析互作用奠定了基础.

摘要： 分析了传统槽加载折叠波导慢波结构的缺点,改进为平滑过渡矩形槽加载慢波结构,通过电磁仿真软件HFSS对该结构的色散特性和耦合阻抗等高频特性进行了数值模拟分析,研究了槽宽对高频特性的影响.设计了一支工作频率在92-95.6GHz的双注槽加载折叠波导行波管,工作频率为94GHz,输入功率为100mW时,饱和输出功率为235W,电子效率高达7.73％.

摘要： 设计并制作了Q波段连续波折叠波导行波管,用电磁仿真软件HFSS计算其耦合阻抗和色散特性并设计输能结构,用ORION设计出电子枪和周期永磁聚焦系统.测试结果显示该管能工作在连续波模式下,并在43.5-45.5GHz频段内连续波输出功率能够达到200w以上,增益高于35dB.在单级收集极帮助下,电子效率也均大于25％.

摘要： 带宽和增益是太赫兹折叠波导行波管关注的重点.本文依据带宽和增益设计了0.34THz折叠波导行波管的结构参数和工作参数.用理论分析和软件仿真结合方法研究了色散特性和耦合阻抗.并用CST对折叠波导的S参数进行了分析.用小信号理论对设计的折叠波导行波管的单周期增益进行了研究,并分析了电压、电流对小信号增益的影响.

摘要： 带宽和增益是太赫兹折叠波导行波管关注的重点.本文依据带宽和增益设计了340GHz折叠波导行波管的结构参数和工作参数.用理论分析和软件仿真结合方法研究了色散特性和耦合阻抗.并用CST对折叠波导的S参数进行了分析.用小信号理论对设计的折叠波导行波管的单周期增益进行了研究,并分析了电压、电流对小信号增益的影响.

摘要： 基于微电子机械系统(MEMS)印制技术的深入发展,矩形和正方形等可与带状电子束作用的新型螺旋线慢波结构在行波管领域具有潜在的应用前景.本文利用仿真软件针对140GHz圆形螺旋线、矩形螺旋线和正方形螺旋线三种不同横截面形状慢波结构的高频特性进行了数值模拟,结果表明:在螺旋线周长、螺距等参数相同的条件下,矩形螺旋线慢波结构具有更高的耦合阻抗,能有效减小器件长度;圆形螺旋线慢波结构的色散特性最弱,可以降低工作电压;正方形螺旋线慢波结构的高频特性则居于前两者之间.

摘要： 耦合腔行波管慢波结构冷特性参量主要包括色散和耦合阻抗,是耦合腔行波管设计中的重要参量.本文以Hughes Aircraft公司的961HTA耦合腔行波管为例,分别采用TWTC、MTSS2011和2012版本的软件进行慢波结构冷特性参量的计算,并比较了三种软件的计算结果,为进一步开展耦合腔行波管的设计打下了基础.

摘要： 本文提出了一种新型的微带曲折线慢波结构.利用HFSS对该慢波结构的高频特性进行了仿真计算,并采用CST微波工作室的时域求解器对其传输特性进行仿真,最后采用粒子模拟的方法对该结构的注-波互作用进行了模拟.结果表明:该慢波结构的色散曲线平坦,整体耦合阻抗值较大;在55GHz-63GHz频段内S11＜-19.5dB,S21＞-0.118dB,输出功率大于100W,互作用效率大于11.5％.

摘要： 本文介绍了一种新型的行波管慢波结构,对工作在太赫兹波段的新型折叠波导慢波线进行了较为深入的研究,分析了其高频特性以及电子注与电磁场的非线性互作用,设计了较为合理的输入输出结构,使得慢波线的驻波系数小于1.4,相对带宽达到了10％.粒子模拟的结果表明新型行波管能够在210GHz至230GHz的频带内输出大于100W的微波功率,所得结果为进一步分析曲折矩形槽波导慢波结构奠定了基础.

摘要： 本发明公开了一种双频耦合器和宽带的双频耦合器，属于多频耦合器领域。其中双频耦合器和宽带的双频耦合器是由一节或多节对称阶梯阻抗平行耦合线构成。所述对称阶梯阻抗平行耦合线是由三段平行耦合线级联而成的；其中首段和末段具有相同的电长度和奇偶模特性阻抗，中段具有不同的奇偶模特性阻抗，中段的电长度可以等于或不等于首段的电长度，并且三段总电长度在较低的工作频段处小于等于四分之一波长。基于对称阶梯阻抗平行耦合线的双频耦合器和宽带的双频耦合器实现了频率比可调，且易于获得较大的频率比；任意耦合系数，较小的体积，同时该结构易于级联和实现宽带特性并且在低频带中获得了多倍频带宽。

摘要： 本发明公开了一种自适应阻抗耦合串联注入式有源电力滤波器及控制方法，自适应阻抗耦合串联注入式有源电力滤波器包括：有源逆变器，与自适应阻抗支路以及基频谐振支路连接；自适应阻抗支路，一端连接电网，另一端连接有源逆变器以及基波谐振支路；基频谐振支路，一端三相星型连接，另一端连接有源逆变器以及自适应阻抗支路。本发明通过控制自适应阻抗支路反并联晶闸管触发角度实现对负载宽范围无功功率的补偿；通过基频谐振电路减小逆变器交流侧电压，降低逆变器容量要求；通过有源逆变器实现对负载谐波电流的抑制。本发明能够实现兼顾宽无功补偿范围与低逆变器容量。

摘要： 本发明涉及一种在高切向流速高声强环境下宽带吸声的梯度阻抗耦合超材料，属于吸声超材料技术领域。本发明所述吸声超材料主要是针对高切向流速和高声强环境引起的强烈非线性效应，基于穿孔板和卷曲声腔阻抗调控理论，通过引入梯度阻抗耦合方法，使声腔高度按照特定步长梯度变化，改善了声阻和声抗的匹配情况，对所述吸声超材料的吸声带宽、吸声强度、吸声频率进行调控，在130dB入射声压级和0m/s、30m/s、60m/s、98m/s切向流条件下，梯度阻抗吸声超材料在500Hz‑3000Hz范围内拥有较好的吸声效果。本发明所述的吸声超材料结构简单，具有声亚波特性，在复杂边界条件降噪领域具有广阔的应用前景。

摘要： 本发明一种基于阶梯阻抗耦合线的四频功分器，包括介质基板，以及设置其表面的两个双段阶梯阻抗耦合线，所述双段阶梯阻抗耦合线包括两段相连且不耦合的阶梯阻抗耦合线，两段阶梯阻抗耦合线呈夹角布置，两个双段阶梯阻抗耦合线对称设置并通过隔离电阻连接，两个双段阶梯阻抗耦合线的夹角相互靠近；两个双段阶梯阻抗耦合线的输入端连接输入端口馈线，双段阶梯阻抗耦合线的输入端分别连接第一输出端口馈线和第二输出端口馈线；该四频功分器利用阶梯阻抗耦合线结构，具有尺寸小、宽带宽、频点跨度大等优点以及良好的端口隔离特性、功率分配特性，非常适用于现代移动通信系统和毫米波雷达系统。

摘要： 本发明公开了一种宽带阻抗匹配定向耦合器的设计方法，属于微波电路中的定向耦合器技术领域，包括步骤：在定向耦合器的设计中，将阻抗设定为一个变量，根据微波基材的厚度去确定具体的阻抗值，再通过微波基板上的传输线将定向耦合器的端口阻抗匹配至50欧姆。本发明能够拓宽宽带定向耦合器的输入输出匹配阻抗，使其不局限于50欧姆，显著增加了设计的自由度。

摘要： 本实用新型公开了一种用于阻抗分析的隔离耦合电路，包括串接的高通耦合模块和信号变换模块；高通耦合模块的前端连接市电线路；信号变换模块的后端连接阻抗分析仪；高通耦合模块隔离市电高压信号，将后端发送的高频信号耦合到前端市电线路，并将前端市电线路反射回来的高频信号传递给后端；信号变换模块在自身前端和后端之间形成隔离和变换通道，实现高频信号的隔离和变送。本实用新型还公开了一种包括所述用于阻抗分析的隔离耦合电路的阻抗分析仪。本实用新型通过巧妙且实用的电路设计，实现了市电线路阻抗分析时的隔离耦合，而且电路的器件较少，成本低廉，而且体积小；同时，本实用新型的可靠性极高，而且实用性较好。

摘要： 本发明公开了一种基于耦合阻抗模型求取视在阻抗模型的方法及装置，其中，该方法包括以下步骤：构造求取阻抗模型的测试系统；获取测试系统中待测设备的耦合阻抗模型和系统阻抗，并根据耦合阻抗模型和系统阻抗推导出耦合阻抗模型与视在阻抗模型的关系；判断待测设备是否存在频率耦合，若不存在频率耦合，则耦合阻抗模型对角元为视在阻抗模型，若存在频率耦合，则根据耦合阻抗模型与视在阻抗模型的关系求取视在阻抗模型。该方法弥补了目前对耦合阻抗模型与视在阻抗模型关系研究的空白，为准确辨识电力设备阻抗模型提供了理论依据。

摘要： 本发明公开了一种基于耦合阻抗模型求取视在阻抗模型的方法及装置，其中，该方法包括以下步骤：构造求取阻抗模型的测试系统；获取测试系统中待测设备的耦合阻抗模型和系统阻抗，并根据耦合阻抗模型和系统阻抗推导出耦合阻抗模型与视在阻抗模型的关系；判断待测设备是否存在频率耦合，若不存在频率耦合，则耦合阻抗模型对角元为视在阻抗模型，若存在频率耦合，则根据耦合阻抗模型与视在阻抗模型的关系求取视在阻抗模型。该方法弥补了目前对耦合阻抗模型与视在阻抗模型关系研究的空白，为准确辨识电力设备阻抗模型提供了理论依据。

摘要： 本申请涉及电力系统建模与分析技术领域，特别涉及一种MMC宽频三端口频率耦合阻抗模型的建立方法及装置，其中，方法包括：建立MMC内部控制环节的三维传递函数矩阵，以确定MMC内部控制环节生成的参考电压；基于参考电压和MMC的交流侧与直流侧的扰动分量进行MMC内部桥臂动态的二次迭代求解，得到MMC的上桥臂与下桥臂的实际输出电压；根据上下桥臂的实际输出电压计算MMC的差模电压和共模电压，利用差模电压回路和共模电压回路建立用于输出柔直系统宽频振荡的稳定性的MMC的宽频三端口频率耦合阻抗模型。由此，解决了相关技术中建立的阻抗模型可适用的频率范围较窄且精度较低，无法满足宽频振荡稳定性分析的要求等问题。

摘要： 本发明涉及管路耦合阻抗测试技术领域，尤其是一种管路耦合阻抗测试支撑装置。其包括两个对称设置的哈夫，所述两个哈夫相对端面贴合，两个哈夫内圈上下对称设置两个卡箍，所述两个卡箍相对端面贴合并通过连接件可拆卸的连接成一体；所述哈夫的前后两个轴向端面通过连接件可拆卸的连接弹簧片一端，哈夫内圈的卡箍的前后两个轴向端面通过连接件可拆卸的连接所述弹簧片另一端。本发明的卡箍能够约束被测样件径向位移，同时，弹簧片能够提供较小的轴向刚度，在耦合阻抗测试过程中，轴向施加激励时，能够引起足够测量的轴向响应。