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耦合腔慢波电路的三维软件冷测模拟

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第３１卷第５期　２００２年ｌＯ月　电子科技大学学报　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　ＵＥＳＴ　ｏｆ　Ｃｈｉｎａ　Ｖｂ１．３ｌ　ＮＯ．５　Ｏｃｔ．２ｏ０２　

Ｔｈｒｅｅ．Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ　Ｓｏｆｔｗａｒｅ　Ｃｏｌｄ．Ｔｅｓｔ　Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　

ｏｆ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｃａｖｉｔｙ　Ｓｌｏｗ—Ｗａｖｅ　Ｃｉｒｃｕｉｔ拳　

Ｌｅｉ　Ｗｅｎｑｉａｎｇ　Ｙａｎｇ　Ｚｈｏｎｇｈａｉ　Ｇａｏ　Ｙｕａｎｃｉ　

（Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｐｈｙｓｉｃａｌ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，ＵＥＳＴ　ｏｆ　Ｃｈｉｎａ　Ｃｈｅｎｇｄｕ　６１００５４）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｔｈｅ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ｃｏｌｄ—ｔｅｓｔ　ｍｅｔｈｏｄ　ｓｉｍｕｌａｔｉｎｇ　ｔｏ　ｏｂｔａｉｎ　ｈｉｇｈ　ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ　

ｄａｔａ　ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ　ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ，ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ　ｉｍｐｅｄａｎｃｅ　ａｎｄ　ａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃｏｕｐｌｅｄ—ｃａｖｉｔｙ　ｓｌｏｗ—ｗａｖｅ　ｃｉｒｃｕｉｔ　

ｂｙ　ＭＡＦＩＡ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｉｓ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ　ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｔｕｂｅ－ｅｎｖｅｌｏｐ　ｉｎ　ｔｈｅ　ＴＷＴ．Ｔｈｅ　ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ　ｏｆ　

ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ　ｉｓ　ｉｎｃｒｅａｓｅｄ　ｔｏ　０．２９％．Ｔｈｅｎ　ｔｈｅ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｒｅｓｕｌｔ　ｉｓ　ｏｂｔａｉｎｅｄ　ｍｏｒｅ　ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔ　ｗｉｔｈ　

ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　ｄａｔａ　ｔｈａｎ　ｔｈｅ　ｍｅｔｈｏｄ　ｔｈａｔ　ｉｇｎｏｒｉｎｇ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｔｕｂｅ—ｅｎｖｅｌｏｐ．Ｉｔ　ｉｓ　ｐｒｏｖｅｄ　ｔｈａｔ　ｃｏｍｐｕｔｅｒ　

ｃｏｌｄ—ｔｅｓｔ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ　ｍａｙ　ｒｅｐｌａｃｅ　ｔｈｅ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　ｍｅｔｈｏｄ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ｃｏｌｄ－－ｔｅｓｔ；　ＭＡＦＩＡ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｔｕｂｅ－－ｅｎｖｅｌｏｐ；ｈｉｇｈ　

ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ　ｄａｔａ　

耦合腔慢波电路的三维软件冷测模拟卷　

雷文强料　杨中海　高源慈　

（电子科技大学物理电子学院成都６１００５４）　

【摘要】讨论了在考虑行波管管壳影响的情况下，使用ＭＡＦＩＡ模拟软件软件的冷测方法模拟耦合腔慢波　

电路的高频特性参数，包括色散特性、耦合阻抗和衰减特性，使色散特性精度提高到Ｏ．２９％，其模拟结果比忽　

略管壳影响下的计算值更加接近实验数据，也证明了计算机模拟冷测方法可以取代实验测试方法。　

关键词软件冷测　ＭＡＦＩＡ模拟　管壳影响　高频特性参数　

中图分类号ＴＮ１２４　

Ｉｎ　ｔｈｅ　ｃｏｕｒｓｅ　ｏｆ　ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ　ｄｅｓｉｇｎ，ｔｈｅ　ｍｅｔｈｏｄ　ｔｈａｔ　ｃｏｕｐｌｅｄ－ｃａｖｉｔｙ　ｓｌｏｗ—ｗａｖｅ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ　ｄａｔａ　

ｇａｉｎｅｄ　ｂｙ　ｃｏｌｄ—ｔｅｓｔ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　ｉｓ　ｃａｌｌｅｄ　ｈａｒｄｗａｒｅ　ｃｏｌｄ—ｔｅｓｔ，ｗｈｉｌｅ　ｂｙ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｉｓ　ｃａｌｌｅｄ　

ｓｏｆｔｗａｒｅ　ｃｏｌｄ—ｔｅｓｔ．Ｓｏｆｔｗａｒｅ　ｃｏｌｄ—ｔｅｓｔ　ｍｅｔｈｏｄ　ｍａｙ　ｒｅｄｕｃｅ　ｔｈｅ　ｔｉｍｅ　ａｎｄ　ｃｏｓｔ　ｏｆ　Ｔｒａｖｅｌｉｎｇ－Ｗａｖｅ　Ｔｕｂｅ　

ｒｅｓｅａｒｃｈ　ａｎｄ　ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ，　ａｎｄ　ｄｅｓｉｇｎ　ｓｏｍｅ　ｎｏｖｅｌ　ｓｌｏｗ—ｗａｖｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｔｏ　ａｖｏｉｄ　ｃｏｓｔｌｙ　ｈａｒｄｗａｒｅ　ｃｏｌｄ—ｔｅｓｔ　

ａｎｄ　ｓｈｏｒｔｅｎ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｐｅｒｉｏｄｓ．　

Ｔｈｅ　ｓｌｏｗ—ｗａｖｅ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ　ｄａｔａ　ｉｎｃｌｕｄｅｓ　ｈｉｇｈ—ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ、ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ　

ｉｍｐｅｄａｎｃｅ　ａｎｄ　ａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ．Ｉｎ　ｔｈｅ　ｈａｒｄｗａｒｅ　ｃｏｌｄ—ｔｅｓｔ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ，ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ　ｃｕｒｖｅ　ｉｓ　ｇａｉｎｅｄ　

ｂｙ　ｒｅｓｏｎａｎｃｅ　ｍｅｔｈｏｄ　ｔｅｓｔｉｎｇ　ｒｅｓｏｎａｎｃｅ　ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ｐｏｉｎｔ　ｐｅｒ　ｃａｖｉｔｙ　ｐｈａｓｅ　ｓｈｉｆｔ．Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ　ｉｍｐｅｄａｎｃｅ　

ｉｓ　ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ　ｕｓｉｎｇ　ａ　ｓｐｅｃｉａｌ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ｅｑｕａｔｉｏｎ　ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ　ｂｙ　ｐｅｒｔｕｒｂａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ　ｔｅｓｔｉｎｇ　ｒｅｓｏｎａｎｃｅ　

Ｒｅｃｅｉｖｅｄ　ｏｎ　Ａｐｒｉｌ　２７，２００２　２００２年４月２７日收稿　Ｔｈｅ　ｐｒｏｊｅｃｔ　ｉｓ　ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ　ｂｙ　ｔｈｅ　Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｄｄｆｅｎｃｅ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｆｏｕｎｄ　国防预研基金资助项目　事宰男３Ｏ岁

博士生　维普资讯 http://www.cqvip.com 第５期　雷文强等：耦合腔慢波电路的三维软件冷测模拟　４７ｌ　

ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ｓｈｉｆｔ．　Ｓｏ　ｆａｒ　ｍａｎｙ　ｐａｐｅｒｓ　ｄｉｓｃｕｓｓ　ｔｈｅ　ｍｅｔｈｏｄ　ｂｙ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｏｂｔａｉｎｉｎｇ　ｓｕｃｈ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ　ｄａｔａ．　

Ｚｈｉ＇ｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ　ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｓｍ　ｓｏｆｔｗａｒｅ—ＭＡＦＩＡ　４．１　ｒｅｌｅａｓｅｓ　ｉｓ　ｔｈｅ　ｔｏｏｌ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ｏｆ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　

ｃｏｌｄ—ｔｅｓｔ　ｄａｔａ．Ａｆｔｅｒ　ｔｈｉｎｋｉｎｇ　ｏｖｅｒ　ｅｘｉｓｔｅｄ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ　ｂｙ　ＭＡＦＩＡ　ｓｏｆｔｗａｒｅ，ｗｅ　ｆｉｎｄ　ｔｈａｔ　ｅｘｉｓｔｅｄ　

ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｏｆｔｅｎ　ｉｇｎｏｒｅｄ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｔｕｂｅ－ｅｎｖｅｌｏｐ，ａｎｄ　ｄｉｒｅｃｔｌｙ　ｓｅｔ　ｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｗａｌｌ　ｂｏｕｎｄａｒｙ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ　ｉｎ　ｔｈｅ　

ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｂｏｕｎｄａｒｙ．Ｔｈｅ　ｓｉｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ　ｃａｎｎｏｔ　ａｃｃｏｒｄ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｆａｃｔ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ．Ｎｏｗ　ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　

ｉｍｐｒｏｖｅ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ　ｂｙ　ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｔｕｂｅ－ｅｎｖｅｌｏｐ，ｔｈｅｎ　ｍａｋｉｎｇ　ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔ　ｍｏｒｅ　ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔ　

ｗｉｔｈ　ｈａｒｄｗａｒｅ　ｃｏｌｄ．．ｔｅｓｔ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　ｄａｔａ　ｔｈａｎ　ｔｈｅ　ｍｅｔｈｏｄ　ｔｈａｔ　ｉｇｎｏｒｉｎｇ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｔｕｂｅ￣ｎｖｅｌｏｐ．　

１　Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｃａｖｉｔｙ　Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｍｏｄｅｌ　

Ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ｍｏｄｅｌｓ　ｔｈｅ　９６　１　ＨＡ　ｃｏｕｐｌｅ　ｃａｖｉｔｙ　ＴＷＴ　ｓｌｏｗ—ｗａｖｅ　ｃｉｒｃｕｉｔ　ｗｈｉｃｈ　ｐａｒａｍｅｔｅｒ　ｉｓ　ｇａｉｎｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　

ｐａｐｅｒ【ｌＪ＿Ｔｈｅ　９６　１　ＨＡ　ｃｏｕｐｌｅ　ｃａｖｉｔｙ　ＴＷＴ　ｉｓ　ｕｓｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｉｎｔｅｒｓａｔｅｌｌｉｔｅ　ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ　ｗｈｉｃｈ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　

ｉｓ　７０ｗ　ａｎｄ　５９￣６４ＧＨｚ．　ａ　ｖｅｒｙ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ｄｅｖｉｃｅ　ｉｎ　ｍｉｌｌｉｍｅｔｅｒ　ｗａｖｅｂａｎｄ　Ｔ、　Ｔ　Ｔｈｅ　ｍａｉｎ　ｖｉｅｗ　ａｎｄ　ｃｒｏｓｓ　

ｓｅｃｔｉｏｎ　ｖｉｅｗ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｌｏｗ—ｗａｖｅ　ｃｉｒｃｕｉｔ　ｉｓ　ｄｉｓｐｌａｙｅｄ　ｆｉｇｕｒｅ　１．　

ｃｏｕｐｌｅ　

ｃｏｕｐｌｅ　ｃａｖｉｔｙ　Ｄｅａｍ　０ｍｌｔ　ａｒｅａ　

Ｆｉｇｕｒｅ　１　Ｃｏｕｐｌｅｄ　ｃａｖｉｔｙ　ｓｌｏｗ・ｗａｖｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｐｌａｎｅ　ｖｉｅｗ　

Ｔｈｉ＇ｅｅ　ｃａｖｉｔｙ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　９６　１　ＨＡ　ｃｏｕｐｌｅｄ－ｃａｖｉｔｙ　ｓｌｏｗ—ｗａｖｅ　ｃｉｒｃｕｉｔ　ｉｓ　ｍｏｄｅｌｅｄ　ｉｎ　Ｃａｒｔｅｓｉａｎ　

ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｂｙ　Ｍ　ｍｏｄｕｌｅ　ｉｎ　ＭＡＦＩＡ，ｔｈｅｎ　ｓｅｔ　５３０　０００　ｍｅｓｈｐｏｉｎｔ　ａｎｄ　ｍｅｓｈ　ｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ　

ｅｌｅｍｅｎｔ　ｕｓｉｎｇ　ａｕｔｏｍｅｓｈ　ｆｕｎｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｉｓ　ｓｅｔ　ｍｏｒｅ　ｍｅｓｈｐｏｉｎｔ，ｔｈｅ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｉｓ　ｍｏｒｅ　

ａｃｃｕｒａｔｅ．　

２　Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｒｅｓｕｌｔ　

２．１．Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｆｉｅｌｄ　Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　Ｔｈｅ　ｂｏｔｈ　ｅｎｄｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｉｒｃｕｉｔ　ｉｓ　ｓｅｐａｒａｔｅｌｙ　ｓｅｔ　ｄｉｆｅｒｅｎｔ　ｂｏｕｎｄａｒｙ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ　ｂｙ　Ｅ　ｍｏｄｕｌｅ　ｉｎ　ＭＡＦＩＡ　

ａｆｔｅｒ　ａｕｔｏｍｅｓｈ．Ａｆｔｅｒ　ｔｈｅ　ｃｉｒｃｕｉｔ　ｉｓ　ｓｏｌｖｅｄ　ｂｙ　ｔｈｅ　Ｅ—ｓｏｌｖｅｒ，ｗｅ，－ｎａｙ　ｏｂｔａｉｎｅｄ　ｅｉｇｅｎ—ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ａｎｄ　ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ　ｆｉｅｌｄ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ　ｔｏ　ｄｉｆｅｒｅｎｔ　ｂｏｕｎｄａｒｙ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ．Ｔｈｅ　ｆｕｌｌ　ｏｆ　ｃｏｕｒｓｅ　ｓｉｍｕｌａｔｉｎｇ　ｔｈｒｅｅ　ｋｉｎｄ　ｏｆ　ｄｉｆｅｒｅｎｔ　ｂｏｕｎｄａｒｙ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ　ｓｐｅｎｄ　３　ｈｏｕｒ　ａｎｄ　１２　ｍｉｎｕｔｅ　ｕｓｉｎｇ　ｄｉｇｉｔａｌ　４００ｉ　ｗｏｒｋｓｔａｔｉｏｎ．　

Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｆｉｅｌｄ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｆｏｒ　ｃａｖｉｔｙ　ｍｏｄｅ　ｉｎ　ｃｏｕｐｌｅ　ｃａｖｉｔｙ　ｓｉｍｕｌａｔｉｎｇ　ｂｙ　ＭＡＦＩＡ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ｉｓ　ｔｈｅ　

ｓａｍｅ　ａｓ　ｔｈａｔ　ｏｆ　ｋａｎｔｒｏｗｉｔｘ．Ｆ’Ｓ　ｐａｐｅｒ　．Ｔｈｅ　ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ　ｏｆ　ｐｈａｓｅ　ｓｈｉｆｔ　ｐｅｒ　ｃａｖｉｔｙ　ｗｉｔｌｌ　ｅｉｇｅｎ—ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ｉｓ　

ｇａｉｎｅｄ　ｂｙ　ｄｉｆｅｒｅｎｔ　ｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｆｉｅｌｄ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ，ｔｈｅｎ　ｄａｔａ　ｏｆ　ｃｏｕｐｌｅ　ｃａｖｉｔｙ　ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ　ｉｓ　ｇａｉｎｅｄ　

ｂｙ　ｔｈｅ　ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ－ｐｈａｓｅ　ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ．Ｔｈｅ　ｃｏｎｔｒａｓｔ　ｆｉｇｕｒｅ　ｏｆ　ｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｆｉｅｌｄ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｆｏｒ　ｃａｖｉｔｙ　ｍｏｄｅ　ｉｎ　

ｋａｎｔｒｏｗｉｔｘ．Ｆ’Ｓ　ｐａｐｅｒ　ｗｉｔｈ　ＭＡＦＩＡ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｒｅｓｕｌｔ　ｉｓ　ｄｉｓｐｌａｙｅｄ　ｉｎ　ｆｉｇｕｒｅ　２．

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多场耦合模拟软件的研究与开发

多场耦合模拟软件的研究与开发

多场耦合模拟软件的研究与开发

随着科技的不断发展，计算机模拟技术在各个领域中的应用越来越广泛，其中多场耦合模拟技术也逐渐成为了研究热点。在多场耦合模拟中，涉及到多个物理场的相互作用，如力学、电磁学、热学等。在模拟过程中，这些场之间会相互影响，如力学场对电磁场的影响、电磁场对热场的影响等，因此需要开发多场耦合模拟软件来快速准确地模拟这些场的相互影响。本文将围绕多场耦合模拟软件的研究与开发展开，主要分为三部分：背景概述、软件开发流程与方法、案例分析与展望。

一、背景概述

多场耦合模拟技术起源于20世纪60年代，随着计算机计算能力的提高和软件算法的发展，此技术得到了较大的发展和应用，尤其在工程设计和材料研究等领域有着广泛的应用。多场耦合模拟软件主要面向于需要建立数学物理模型、进行复杂场景计算的用户群体，能够支持多场耦合的计算和建模，满足用户对不同场的计算、仿真等需求。

多场耦合模拟软件在许多领域中有着广泛的应用，例如电磁场与热场的相互耦合、流体场与结构场的相互耦合等。这些场的相互作用对其自身和周围环境造成的影响需要通过模拟软件进行分析和预测，同时对于实验出现的问题也需要通过模拟分析与解决。因此，多场耦合模拟软件的研究与开发已成为当前重要的研究方向。

二、软件开发流程与方法

多场耦合模拟软件的开发需要涉及到多个方面，包括数学物理模型的建立、软件算法的设计、计算和仿真结果的分析等。为了提高软件开发的效率和质量，以下从软件开发流程和方法两个方面进行分析。

（一）软件开发流程

多场耦合模拟软件的开发流程主要包括需求分析、设计、编码、测试和维护等阶段。

需求分析：该阶段主要是分析用户的需求，确定系统的功能、性能、安全要求等，并对用户的需求进行描述和分析。

设计：该阶段主要是设计系统的架构、模块和接口等，包括数学物理模型的设计、算法的设计和软件的组织。

编码：该阶段是将设计的系统转化为代码的过程，根据需求和设计完成程序的编写、调试和测试。

基于局部三维协同仿真技术的X波段窄带腔体滤波器设计

基于局部三维协同仿真技术的X波段窄带腔体滤波器设计

基于局部三维协同仿真技术的X波段窄带腔体滤波器设计

谭士杰

【期刊名称】《磁性材料及器件》

【年(卷),期】2010(041)003

【摘 要】从耦合矩阵出发,建立耦合谐振型滤波器电路模型.利用Ansoft的Designer仿真软件对滤波器模型进行分析优化, 得到滤波器级间耦合系数和输入、输出端口耦合系数等滤波器电路设计参数.根据得到的滤波器电路设计参数,应用Ansoft的HFSS软件分别建立滤波器物理级间耦合物理窗以及输入、输出端口等局部物理模型并对其进行分析优化得到所需物理尺寸参数.利用局部仿真参数建立整体滤波器仿真物理模型,通过分析优化最终设计出符合指标要求的腔体滤波器.应用该方法设计并制作了一个中心频率9GHz、带宽30MHz的腔体滤波器, 设计值与实测指标吻合很好.

【总页数】5页(P67-70,77)

【作 者】谭士杰

【作者单位】中国电子科技集团公司,第九研究所,四川绵阳,621000

【正文语种】中 文

【中图分类】TN713

【相关文献】

1.基于HFSS的SIR同轴腔体窄带带阻滤波器设计 [J], 杨中婕;陈董

2.基于SIW的X波段窄带滤波器设计 [J], 方健成;汪晓光 3.局部放电窄带干扰抑制的数字滤波器设计 [J], 林宁;郭灿新;黄成军;邹依依;江秀臣

4.基于SIR的X波段小型化带通滤波器设计 [J], 丁文其;郝张成;霍新平;王镇雷

5.基于SSPP与SRR的X波段可重构带阻滤波器设计 [J], 周彤; 杨晓庆

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矩形耦合腔行波管的研究

矩形耦合腔行波管的研究

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矩形耦合腔行波管的研究

作者：曾文博 胡强

来源：《现代电子技术》2012年第18期

摘要：为了得到高功率、高频率、大带宽的微波源，运用微波仿真软件CST对矩形耦合腔行波管这一新型的大功率器件进行了粒子模拟，得到了23.7kW的峰值输出功率，并且分析了行波管的工作电压与慢波系统的腔体数量对行波管工作特性的影响。结果表明，矩形耦合腔行波管具有较高的功率承载能力。

关键词：矩形耦合腔；行波管；粒子模拟；微波仿真软件

中图分类号：TN124+.2—34文献标识码：A文章编号：1004—373X（2012）18—0165—03

引言

行波管是一种重要的大功率微波、毫米波电真空器件，自发明以来，在远距离通信、雷达等领域一直有着重要的应用价值。常用的行波管有两种，一种是螺旋线行波管，一种是耦合腔行波管。行波管的工作带宽和输出功率都是半导体器件难以企及的[1—4]。

在慢波系统的设计过程中，电磁仿真技术是减小设计时间，提高设计效率的有效方法，可以大大节约多次试验带来的成本压力。本文采用CST微波工作室对矩形耦合腔慢波系统的色散曲线、耦合阻抗等冷腔特性进行了电磁仿真分析[5—6]。分析了慢波系统的各个结构参数对电磁特性的影响，获得了慢波系统结构的优化参数。

1矩形耦合腔行波管的粒子模拟

双耦合同轴腔TM310模加载空波导输出回路

双耦合同轴腔TM310模加载空波导输出回路

第２４卷第９期　

２０１２年９月　强　激　光　与　粒　子　束　

ＨＩＧＨ　ＰＯＷＥＲ　Ｉ　ＡＳＥＲ　ＡＮＤ　ＰＡＲＴＩＣＬＥ　ＢＥＡＭＳ　Ｖｏ１．２４，ＮＯ．９　Ｓｅｐ．，２０１２　

文章编号：　１００１—４３２２（２０１２）０９—２１７４—０５　

双耦合同轴腔ＴＭ３１ｏ模加载空波导输出回路　

董玉和　，　陶　新　，　刘永霞　，　谢兴娟。　

（１．内蒙古科技大学理学院，内蒙古包头０１４０１０；　２．内蒙古科技大学信息学院，内蒙古包头０１４０１０；　

３．中国科学院电子学研究所，北京１００１９０）　

摘　要：　设计了速调管的单间隙和双间隙圆柱同轴腔高阶ＴＭ　模式输出回路。为降低外输出腔的外　

观品质因数和增加腔内工作模式电磁场的均匀性，采用了在输出孔处腔内侧位置设置轴向短路金属线的措施。　

由等效电路理论分别计算了它们加载空矩形波导ＴＥ　。基模时，腔内漂移管中心位置处的等效间隙阻抗及对应　

的输出带宽。计算模拟发现，与单间隙腔相比，双间隙腔具有较大的间隙阻抗及带宽。　

关键词：　双间隙同轴腔；　高阶ＴＭ模；　耦合槽；　等效间隙阻抗　

中图分类号：ＴＮ１２　文献标志码：　Ａ　ｄｏｉ：１０．３７８８／ＨＰＬＰＢ２Ｏ１２２４Ｏ９．２１７４　

随着微波多注器件向着高频率、高功率和高效率方向的发展，速调管同轴腔及其高阶横磁模式正在受到越　

来越多的关注［１。］。经过理论计算及软件模拟发现，给定工作频率时，同轴腔腔体横截面的内外半径ｂ，ａ与横　

磁ＴＭ　模式的阶数ｎ可以按照器件功率的大小及工作环境的不同而自由地调整选择，这就使得腔体尺寸在　

高频段不至于太小，在低频段不至于太大。同轴腔内横磁模式轴向谐振电场的极大值位于远离腔体轴心的环　

形区域，在该处放置将要通电子注的带间隙的漂移管，对应的阴极发射面积较大，阴极负载明显降低，利于提高　

器件的功率。　

采用轴向双间隙腔重叠模输出电路可以展宽速调管的工作频带。这种方法已经用于速调管圆柱腔ＴＭ。　。