基于HFSS密度测量同轴谐振腔磁耦合环优化设计

基于同轴谐振腔密度测量原理建立了应用于密度测量的同轴谐振腔传感器模型,采用HFSS仿真软件对具有不同磁耦合环结构尺寸的同轴谐振腔进行仿真,通过比较磁耦合环S21曲线得出的优化参数为,耦合环起始点到腔体轴心距离L=24 mm,耦合环半径R=2 mm,耦合环角度θ=260°,同轴谐振腔在该参数下具有较优越的电磁特性,且分辨力较强.同时,以粉末硅为该同轴谐振腔的加载物料,采用得出的优化同轴谐振腔模型进行HFSS仿真.仿真结果表明,加载物料之后,同轴谐振腔S21曲线的谐振特性明显改变,其谐振频率f变化显著,而且,其变化幅度可以在HFSS得出的S21仿真曲线上得出,通过检测这种变化就可以利用经验公式推求出加载物料的密度.     

温度自动补偿信道滤波器用微波介质材料的研究

作为介质加载同轴谐振腔滤波器用介质材料,其最重要的性能指标是具有能充分补偿谐振腔谐振频率温度系数的材料谐振频率温度系数.作者就这一核心问题,对(Zr1-xSnx)Ti O3微波介质材料的谐振频率温度系数的调节和品质因数Q值的提高进行了研究,当(Zr1-xSnx)Ti O3微波介质材料的谐振频率温度系数调节到10.66ppm/℃时,滤波器的频率漂移在-40～85℃温度范围内可控制在500kHz以下.同时,当材料的Q值达到9000(5GHz)以上时,滤波器通带波形的矩形系数得到明显改善,选择性能达到使用要求.     

基于环形腔的谐振光纤陀螺仪仿真及设计研究

基于塞格奈克效应,对谐振光纤陀螺仪的关键器件--谐振腔谐振特性做了深入研究.通过对影响谐振特性的多个参数进行模拟仿真,确定谐振光纤陀螺仪工艺、器件的最佳选择.同时,对谐振腔输出光强与输入光频率的关系进行了仿真.结果表明,输出光强与谐振频率偏差在靠近谐振点附近存在一个良好的线性工作区;在激光器线宽一定的情况下,谐振腔光纤存在一个最佳长度.通过改变光纤的长度或光纤环的尺寸,可以获得不同的动态范围,这种几何的灵活性是光纤陀螺很重要的优点之一.     

梳状微谐振器结构参数对模态及谐振频率的影响

谐振频率的大小是设计微谐振器时必须考虑的重要参变量,采用ANSYS有限元仿真软件分析不同结构尺寸下的微谐振器的谐振频率和模态,主要分析支撑梁长度和梳齿参数对微谐振器模态及谐振频率的影响.分析结果表明,支撑梁长度、梳齿长度及梳齿的个数会影响到微谐振器工作模态的阶次和谐振频率的大小.在微谐振器的相关设计时,可通过调整支撑梁的长度显著改变谐振频率,而谐振频率微调可通过梳齿尺寸的微调实现.     

微波幅度均衡器探针插入深度对谐振频率的影响

微波幅度均衡器探针插入越深,负载电容会越大,使得谐振频率降低.结合具体单子结构尺寸,计算了探针插入深度和负载电容与谐振频率的关系.在均衡器设计中采用子结构网络级联的分析方法,研究探针插人深度与谐振频率的关系,并使用测量数据库数据进行校正优化.     

非完全填充谐振腔微扰法测量介电常数实部的改进研究

基于有限元的数值计算方法对高介电常数介质加载的谐振腔作了数值仿真，发现谐振频率与介质插入深度基本呈线性关系.通过引入一个补偿因子对介质的插入深度进行补偿，提高了传统谐振腔微扰法在介质不完全填充时测量介电常数的精度，介质插入深度大于腔体深度的27%时，介电常数实部误差小于3%.     

利用热双金属片对矩形波导谐振腔温度补偿方法的研究

本文讨论了温度对矩形波导谐振腔谐振频率的影响,以及热双金属材料的特性.根据热双金属材料的温度特性,本文提出了一种稳定谐振腔谐振频率、对谐振腔进行温度补偿的方法.实验证实通过这种温度补偿的方法是非常有效的.     

利用热双金属片对矩形波导谐振腔温度补偿方法的研究

本文讨论了温度对矩形波导谐振腔谐振频率的影响,以及热双金属材料的特性.根据热双金属材料的温度特性,本文提出了一种稳定谐振腔谐振频率、对谐振腔进行温度补偿的方法.实验证实通过这种温度补偿的方法是非常有效的.     

铷频标中多层介质加载微波腔TEo模的谐振特性

采用模匹配法对铷原子频标中多层介质加载圆柱谐振腔TEo模的谐振特性进行了分析.通过计算多种填充复杂结构介质的圆柱谐振腔的谐振频率并与已有结果相对照,验证了该方法的正确性,在此基础上分析了影响谐振频率的一些主要因素.采用的方法精确、有效,其结论对于原子频标中谐振腔的设计及介质加载谐振腔理论的完善具有一定的理论指导价值.     

高频热声发动机的声耦合特性

将协同理论引入高频热声发动机的耦合研究中,基于协同理论得出对高频热声发动机耦合的重要影响参数;建立2列热声振荡器在同一个谐振腔中声耦合的数值研究模型,分析高频热声发动机初始相位差及间距、谐振腔长度以及谐振管长度对声耦合作用的影响。研究结果表明:对高频热声发动机耦合有重要影响的参数有热声发动机间的初始相位差、谐振频率以及耦合强度,高频热声发动机间距对协同影响较小;在保持模型直径、管壁粗糙度等尺寸结构不变的条件下,当谐振腔长度为6 cm时出现协同现象;当谐振腔长度为6 cm时,改变谐振管的长度,谐振频率差对耦合的影响很大,协同状态消失并出现拍频现象,拍频与2列热声振荡器的谐振频率差近似呈线性关系。     

一种同轴腔微波等离子体反应器的设计及电磁场计算

设计了一种同轴腔微波等离子体反应器，推导了谐振腔内电磁场分布表达式，对谐振腔中的电磁分布进行了数值计算，得到与理论推导结果相对应的场强分布图。同时采用HFSS软件对本文设计的同轴谐振腔等离子体反应器进行电磁场的模拟仿真，优化出谐振腔的最优尺寸和场强分布图。软件模拟与理论推导结果吻合，说明了本方案设计的可靠性。本文设计的谐振腔固有品质因数可达17800，峰值场强高达9.29×10³V/(m·W)，且分布均匀，微波能量集中，有利于反应气体产生放电。     

同轴磁控管中阳极谐振系统的谐振频率计算

本文利用电磁场理论知识,得出了同轴磁控管中由内腔经隙缝与外腔耦合所构成的复合谐振系统的谐振频率计算方法。利用此组计算公式,可计算出各不同振荡模式的谐振频率。这有助于在设计制造同轴磁控管时,分析管内存在的干扰模式,以便采取措施加以克服。     

基于FDTD方法的电磁场均匀性研究

针对激励源的不同位置以及数量,用三维FDTD（时域有限差分）方法对矩形谐振腔内电磁场分布进行了模拟。本文采用余弦调制的高斯脉冲激励源,考虑了FDTD方法的Courant稳定性条件,以及空间离散间隔所产生的数值色散等情况。研究了不同情况下观察平面电磁场的均值、方差、能量衰减系数随迭代时间的变化,并引入了变异系数（COV）来评价电磁场分布的均匀性。研究表明：在腔体内部能量达到稳定状态后,单平面多馈口对电磁场的均匀性有较好改善作用。     

波导与开口腔体瞬态特性研究

从理论上分析了矩形波导中传播模式的瞬变过程，给出了在冲激脉冲、阶跃脉冲和高斯脉冲波形激励下，波导中电磁波瞬态响应的解析公式，并采用时频分析方法对波导中传播信号、开口腔体的散射信号的瞬态特性进行了分析．分析结果发现，当电磁脉冲信号投射到开口腔体上时，其散射信号中含有与其腔体形状、尺寸特征有关的谐振模式，不同的腔体目标，其散射信号后期信号中的谐振频率不同，通过提取散射信号中的谐振特征，可对带腔体目标进行目标识别．     

铷原子频标中微波腔HE_(111)模的谐振特性

采用模匹配法对铷原子频标中圆柱谐振腔HE_(111)模的谐振特性进行了理论分析。通过计算几种填充复杂结构介质的圆柱谐振腔的TE_(011)模的谐振频率,并与仿真结果相对照,验证了该方法的正确性。在此基础上,对腔泡位置、长度对HE_(111)模的谐振频率的影响进行了分析。其结论对于原子频标中谐振腔的设计及介质加载谐振腔理论的完善具有一定的理论指导价值。     

制造公差对悬置微带天线性能的影响

根据修改的微带天线的腔模理论，利用电磁场理论推导了悬置矩形微带天线的谐振频率的理论计算公式，为了减小微带天线制作中的各种因素所引起的谐振频率的偏移，对微带天线的不准确性进行误差分析和仿真研究，结果表明，各种制造公差对谐振频率的影响程度不同。     

谐振腔内介质的复介电常数求解方法研究

为了建立通用的数学模型求解谐振腔内介质的复介电常数εr，根据时谐电磁场的波动方程和边界条件，导出以εr作为本征值的变分方程，并应用于矩形腔内的介质柱，求解步骤有较大简化．测量结果表明，该方法可求解大尺寸、高介电常数、低损耗的介质样品．     

圆柱型谐振腔最大电磁能量耦合方法

利用微波谐振腔的谐振频率随腔内介质不同而变化这一特性可以实现液体、气体介电常数的精确测量,其中微波谐振腔与外波导的能量耦合程度将直接影响整个测试系统的性能和精度.根据电磁波在波导中的传播特性建立微波谐振腔的耦合模型.通过对谐振腔的耦合孔和波导耦合面电磁能量的仿真与分析,选择最佳匹配连接方式,使谐振腔有最大的电磁能量输出.仿真实验证明,连接波导中心与谐振腔耦合孔中心重合处不是电磁能量最大耦合位置,只有连接波导中心偏离谐振器耦合孔中心一定位置才能得到电磁能量的最大耦合.     

微波等离子体推力器谐振腔电磁场分布研究

分析求解Maxwell方程。分别对矩形谐振腔和圆柱形谐振腔两种谐振腔的不同的谐振模式重要参数进行了分析计算。通过电磁场仿真重点对谐振腔内的电磁场进行编程计算,仿真分析微波等离子体推力器无加载谐振腔内的电磁场特性。为确定推力器最简单适用的谐振腔形式以及与其相应的谐振模式提供依据。     

两腔高功率微波振荡器的频率束流负载效应研究

在微波腔中电子束与微波场的相互作用,微波场影响电子的运动,同时电子束作为电流源也产生辐射影响微波场,是一个闭环系统.而辐射微波频率决定于两个因数：电子束的运动和微波器件的谐振频率.根据电子束同微波场之间的自洽互作用过程,给出了辐射微波频率同电子束的运动、微波器件的谐振频率之间的关系,通过2.5维PIC模拟研究了这种频率束流负载效应的特点,理论计算结果同数字模拟结果一致.