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新型高导热螺旋线慢波结构的设计和仿真分析

电子与信息学报 2009年第3期31卷 736-739页

作者：唐康淞赵刚李实阴和俊中国科学院电子学研究所北京100190 中国科学院研究生院北京100039

该文从理论上通过对螺旋线慢波结构的热状态进行分析,首次提出以椭圆管壳结构来代替传统的圆管壳结构,然后利用ANSYS软件对椭圆管壳螺旋线慢波结构作了三维热分析并利用微波工作室CST分析了其高频特性。仿真结果表明,椭圆管壳螺旋线慢... 详细信息

该文从理论上通过对螺旋线慢波结构的热状态进行分析,首次提出以椭圆管壳结构来代替传统的圆管壳结构,然后利用ANSYS软件对椭圆管壳螺旋线慢波结构作了三维热分析并利用微波工作室CST分析了其高频特性。仿真结果表明,椭圆管壳螺旋线慢波结构的导热能力明显强于传统的圆壳结构,且夹持杆数目越多,导热能力越强。同时还发现椭圆管壳慢波结构在保证足够大耦合阻抗前提下,其工作带宽相对圆壳更宽。

关键词：行波管螺旋线慢波结构椭圆管壳热分析

基于比较算法和单纯形法的电子枪快速设计方法

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强激光与粒子束 2008年第4期20卷 629-632页

作者：赵刚唐康淞李实阴和俊中国科学院电子学研究所

采用比较算法快速寻找数据库中与目标导流系数相匹配的电子枪尺寸,采用缩尺法改变其尺寸到所要求的目标尺寸。考虑电子枪尺寸对注腰半径、导流系数、层流性等参数的影响,建立了评价电子注性能的目标函数,采用单纯形法优化目标函数实现... 详细信息

采用比较算法快速寻找数据库中与目标导流系数相匹配的电子枪尺寸,采用缩尺法改变其尺寸到所要求的目标尺寸。考虑电子枪尺寸对注腰半径、导流系数、层流性等参数的影响,建立了评价电子注性能的目标函数,采用单纯形法优化目标函数实现最优的电子层流性,且基于比较算法和单纯形算法的设计方法具有通用性,工作效率高。

关键词：电子枪比较算法目标导流系数缩尺法单纯形法

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包含左手物质的一维光子晶体的传输特性研究

包含左手物质的一维光子晶体的传输特性研究

作者：唐康淞湖南大学

学位级别：硕士

光子晶体被认为是未来的半导体,它可以如人所愿地控制光子的运动。由于其独特的特性,光子晶体可以制作全新原理或以前所不能制作的高性能器件,在光通信上有重要的用途,如用光子晶体器件来替代传统的电子器件,通信的速度将会快得无法想... 详细信息

光子晶体被认为是未来的半导体,它可以如人所愿地控制光子的运动。由于其独特的特性,光子晶体可以制作全新原理或以前所不能制作的高性能器件,在光通信上有重要的用途,如用光子晶体器件来替代传统的电子器件,通信的速度将会快得无法想象。左手物质是最近几年才提出的一种全新的人工合成材料,并且由于其独特的性质和广阔的应用前景而倍受关注。结合这两种材料,本文研究了含左手物质的一维光子晶体的传输特性,与常规一维光子晶体相比,这种结构具有许多新的特性。本文主要工作如下:利用传输矩阵法分析了含左手物质的一维二元光子晶体的传输特性。我们发现,零平均折射率带隙不随结构的层数的变化而变化,也不随结构尺寸的改变而改变。引入一个缺陷后,缺陷模的位置和数目与缺陷的引入方式和缺陷本身的物质特性有关;缺陷层引入的位置的变化也会引起缺陷模的变化,当缺陷层位于结构中间时,缺陷模最强。引入两个缺陷之后,当缺陷相同时,缺陷间的相互作用与它们的间隔成反比,当缺陷间隔比较大时,相互作用比较小,其缺陷模是简并的;随着间隔的减小,相互作用变大,简并的缺陷模将发生分裂,间隔越小分裂越明显,而且这种现象与缺陷模所处带隙以及结构本身的构成无关。若两个缺陷不同,其缺陷模将不存在分裂现象。此外,分析了含左手物质的一维三元光子晶体的传输特性。首先从基本的边界条件和著名的Bloch理论出发,推导并且分析了这种结构的色散方程,预测存在一种不同于传统Bragg带隙的新带隙。然后利用传输矩阵法理论分析了这种结构的传输特性,证实了新带隙的存在,同时发现结构的传输特性与结构组成介质的厚度以及折射率密切相关,当正折射物质的厚度增加时,传统Bragg带隙会沿频率轴向低频方向移动,若为左手物质则向高频方向移动。引入缺陷后,缺陷模的位置会随着缺陷层厚度的改变而改变,具有可调性。除此之外,我们还对这种结构一些新特性的相关应用作了简单的讨论。

关键词：光子晶体左手物质负折射零平均折射率带隙缺陷

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螺旋线慢波结构高频特性的简化模拟方法

强激光与粒子束 2008年第1期20卷 113-117页

作者：唐康淞赵刚吴文状李实阴和俊中国科学院电子学研究所

利用3D电磁仿真软件HFSS中的Master/Slaver边界条件,基于螺旋线慢波结构的角向周期性,提出了一种改进的高频特性仿真方法。将具有3根夹持杆的螺旋线慢波结构的仿真模型从1个螺距的长度缩小到了1/3个螺距。仿真结果表明:采用改进后的模型... 详细信息

利用3D电磁仿真软件HFSS中的Master/Slaver边界条件,基于螺旋线慢波结构的角向周期性,提出了一种改进的高频特性仿真方法。将具有3根夹持杆的螺旋线慢波结构的仿真模型从1个螺距的长度缩小到了1/3个螺距。仿真结果表明:采用改进后的模型,计算所得的相关高频特性参数与改进前传统模型所得结果基本一致,但是运算时间减少了至少3/4,且频率越高,计算时间上面的优势越大。

关键词：高功率微波行波管螺旋线慢波结构高频特性 HFSS软件

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多级降压收集极入口电子速度分布研究与应用

微波学报 2010年第S1期26卷 475-477页

作者：李实冯西贤唐康淞中国科学院电子学研究所北京100190

研究了多级降压收集极入口电子速度分布理论,并设计实验获取了入口电子能量分布密度函数。利用能量分布密度函数构造比较真实的收集极仿真初始条件,仿真结果与实测数据有很好的一致性。较旧的仿真初始条件仿真结果有很大改善,为多级降... 详细信息

研究了多级降压收集极入口电子速度分布理论,并设计实验获取了入口电子能量分布密度函数。利用能量分布密度函数构造比较真实的收集极仿真初始条件,仿真结果与实测数据有很好的一致性。较旧的仿真初始条件仿真结果有很大改善,为多级降压收集极的设计和优化提供了有效依据,从而提高行波管的效率。

关键词：空间行波管多级降压收集极速度分布优化

改进2.5维多频大信号互作用程序模拟螺旋线行波管非线性交调互调特性

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真空科学与技术学报 2011年第1期31卷 27-31页

作者：郝保良唐康淞肖刘李实黄明光刘濮鲲中国科学院电子学研究所北京100190 中国科学院研究生院北京100049

改进稳态行波管场论大信号互作用模型,将工作频率考虑为最小公因子基波的整数倍,采用频域等效粒子模拟算法,求解离散化亥姆霍兹方程获得空间电荷场数值解,建立半解析半粒子的2.5维行波管多频互作用模型,模拟多频工作时行波管中信号间的... 详细信息

改进稳态行波管场论大信号互作用模型,将工作频率考虑为最小公因子基波的整数倍,采用频域等效粒子模拟算法,求解离散化亥姆霍兹方程获得空间电荷场数值解,建立半解析半粒子的2.5维行波管多频互作用模型,模拟多频工作时行波管中信号间的交调和互调的非线性特性,计算结果与L波段螺旋线行波管的互调、三阶和五阶交调试验比较具有较好的一致性。

关键词：行波管注波互作用多频交调互调

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基于WMQPSO算法的慢波结构优化设计

真空科学与技术学报 2010年第6期30卷 651-656页

作者：张新颖唐康淞李实夏克文赵东明河北工业大学信息工程学院天津300401 中国科学院电子学研究所微波器件中心北京100080

本文首次将带惯性权重的多目标量子粒子群(WMQPSO)算法应用到空间行波管慢波结构优化中。仅以提高电子效率为目标优化时,电子效率提高了6%,但非线性相移变大;以提高电子效率和减小非线性失真为目标时,电子效率提高了约3%,同时非线性相... 详细信息

本文首次将带惯性权重的多目标量子粒子群(WMQPSO)算法应用到空间行波管慢波结构优化中。仅以提高电子效率为目标优化时,电子效率提高了6%,但非线性相移变大;以提高电子效率和减小非线性失真为目标时,电子效率提高了约3%,同时非线性相移降低了15°。实验结果表明,联合优化有效地改善了电子效率和非线性相位失真,优化结果显著。

关键词：慢波结构电子效率非线性相位失真 WMQPSO算法空间行波管

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螺旋线行波管非线性失真分析

真空科学与技术学报 2009年第2期29卷 204-208页

作者：唐康淞赵刚李实阴和俊中国科学院电子学研究所北京100190 中国科学院研究生院北京100039

非线性失真是空间行波管最重要的性能指标之一。本文研究了双渐变螺旋线慢波结构各个参量,如长度以及螺距对行波管非线性失真的影响,确定了对不同非线性失真影响最大的结构参量,分析了非线性失真产生的根源。根据仿真结果,进一步地对行... 详细信息

非线性失真是空间行波管最重要的性能指标之一。本文研究了双渐变螺旋线慢波结构各个参量,如长度以及螺距对行波管非线性失真的影响,确定了对不同非线性失真影响最大的结构参量,分析了非线性失真产生的根源。根据仿真结果,进一步地对行波管的慢波结构进行了初步优化。结果表明:优化后谐波失真改善0.45dB,AM/PM系数减小1deg/dB,三阶交调失真降低1.9dB。

关键词：行波管非线性失真 AM/PM系数谐波三阶交调失真优化

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杆控电子枪设计与优化

真空科学与技术学报 2008年第5期28卷 467-470页

作者：赵刚唐康淞李实阴和俊中国科学院电子学研究所

本论文由杆控电子枪的设计参数出发,通过一系列的公式变换将杆控电子枪的设计转换为实心注电子枪的设计,利用综合迭代法确定电子枪的几何尺寸,同时考虑电子枪尺寸对注腰半径、导流系数等参数的影响,建立了评价电子枪性能优劣的目标函数... 详细信息

本论文由杆控电子枪的设计参数出发,通过一系列的公式变换将杆控电子枪的设计转换为实心注电子枪的设计,利用综合迭代法确定电子枪的几何尺寸,同时考虑电子枪尺寸对注腰半径、导流系数等参数的影响,建立了评价电子枪性能优劣的目标函数以评价设计效果,应用EGUN软件和单纯形法对目标函数求解,获得了较好的结果,该电子枪已经用于实际制管实验,根据电子注静态通过率和电子注动态通过率,对理论仿真结果和实际制管实验结果进行比较,实验结果与数值计算设计结果有较好的一致性。

关键词：电子枪杆控层流特性目标函数