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基于特征模分析法抑制高阶模的超表面天线设计

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基于特征模分析法抑制高阶模的超表面天线设计

2024年全国微波毫米波会议（中国微波年会）

作者：刘海龙杨梓冯彩霞董丽娟胡伟东

本文提出了一种基于特征模分析法抑制高阶模的非均匀超表面天线。天线包括两层介质和三层金属,上层金属是加载缝隙的非均匀超表面单元,中间接地层刻蚀矩形耦合缝隙,下层是微带馈线结构。采用特征模分析法,逐步改变超表面的结构,抑制高... 详细信息

本文提出了一种基于特征模分析法抑制高阶模的非均匀超表面天线。天线包括两层介质和三层金属,上层金属是加载缝隙的非均匀超表面单元,中间接地层刻蚀矩形耦合缝隙,下层是微带馈线结构。采用特征模分析法,逐步改变超表面的结构,抑制高阶模式,优化天线辐射特性。首先在超表面中间的P1单元加载两条沿y方向平行槽、P2单元加载井字型槽、左右两侧P3、P4单元加载x方向平行槽,缩短相应的电流路径,抑制部分高阶模以及电流沿x方向的简并模。之后在P1三分之后的外侧贴片上加载x方向平行槽,进一步抑制其余高阶模,优化天线在高频处的辐射特性。仿真的天线工作频带为5.8-8.7GHz,相对带宽达到40%,增益为5.45-7.18 dBi。

关键词：特征模分析高阶模超表面

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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超导加速器CW模式的高阶模初步分析

强激光与粒子束 2005年第3期17卷 466-468页

作者：鲁向阳金晓向蓉吴文忠林林赵夔北京大学重离子物理研究所北京100871 中国工程物理研究院应用电子学研究所四川绵阳621900

超导加速器由于具有极高的Q值,因此表现出较强的腔束相互作用,尤其是在以CW模式运行下,严重时会产生束流崩溃(BBU)效应。德国TESLA式的9 cell超导串腔在束流负载为1 mA,束团重复频率为81 25 MHz情况下,对其高阶模的产生及相应的功率水... 详细信息

超导加速器由于具有极高的Q值,因此表现出较强的腔束相互作用,尤其是在以CW模式运行下,严重时会产生束流崩溃(BBU)效应。德国TESLA式的9 cell超导串腔在束流负载为1 mA,束团重复频率为81 25 MHz情况下,对其高阶模的产生及相应的功率水平进行了分析。结果表明:对于该腔的主要高阶模,谐振偏差值在π/4以上,束流没有发生谐振,高阶模功率在mW量级。

关键词：超导腔高阶模 CW模式

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高阶模滤除法抑制蓝宝石光纤光栅反射谱带宽

红外与激光工程 2012年第11期41卷 3075-3078页

作者：王艳红王高郝晓剑中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室山西太原030051

蓝宝石光纤布拉格光栅在超高温恶劣环境下参数测试领域具有广泛的应用前景。但由于蓝宝石光纤本身的特性,不能支持单模传播,其反射谱带宽较宽,对测量精度造成了影响。利用光纤弯曲滤除高阶模的方法,使蓝宝石光纤实现基模传输。针对目前... 详细信息

蓝宝石光纤布拉格光栅在超高温恶劣环境下参数测试领域具有广泛的应用前景。但由于蓝宝石光纤本身的特性,不能支持单模传播,其反射谱带宽较宽,对测量精度造成了影响。利用光纤弯曲滤除高阶模的方法,使蓝宝石光纤实现基模传输。针对目前商用的150μm芯径蓝宝石光纤,基于耦合模理论,通过一系列数值计算,得出了能够满足基模传输且不损耗基模能量的弯曲半径,并得出了弯曲半径与布拉格中心波长的漂移特性。通过数值计算和优化设计,在一定弯曲半径下,反射谱带宽可减小到3 nm。这一结果大大提高了蓝宝石光纤布拉格光栅传感器的测量灵敏度,为蓝宝石光纤光栅在高精度、超高温测试场合的使用提供了方法和理论依据。

关键词：蓝宝石光纤布拉格光栅耦合模理论高阶模反射谱弯曲损耗

高功率全光纤放大器的高阶模激发阈值特性研究

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中国激光 2015年第6期42卷 160-165页

作者：雷敏漆云凤刘驰杨依枫郑也陈晓龙叶青周军中国科学院上海光学精密机械研究所上海市全固态激光器与应用技术重点实验室上海201800 中国科学院大学北京100049

在基于大模场面积的高功率光纤放大器中,随着放大激光功率的提升而出现的高阶模激发现象,将会导致放大激光的光束质量严重下降。以光纤模式的弯曲损耗特性为基础,研究了光纤弯曲半径对高功率全光纤放大器高阶模激发阈值特性的影响。搭... 详细信息

在基于大模场面积的高功率光纤放大器中,随着放大激光功率的提升而出现的高阶模激发现象,将会导致放大激光的光束质量严重下降。以光纤模式的弯曲损耗特性为基础,研究了光纤弯曲半径对高功率全光纤放大器高阶模激发阈值特性的影响。搭建了掺镱全光纤窄线宽高功率主振荡放大系统,设计了不同弯曲半径的水冷光纤盘,进行了相应对比实验。通过优化光纤盘半径,成功抑制了高功率光纤放大器中的高阶模激发,得到了千瓦量级的近单模激光输出,在输出功率为1.31 k W时光束质量因子M2约为1.4。

关键词：激光光学光纤放大器大模场面积高功率高阶模

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高阶模高增益贴片天线的分析与设计综述

深圳大学学报（理工版） 2021年第1期38卷 69-76页

作者：洪凯东张晓祝雷陈哲袁涛深圳大学电子与信息工程学院广东省移动终端微波毫米波工程技术研究中心ATR国防科技重点实验室广东深圳518060 澳门大学科技学院澳门999078

与基模贴片天线相比,高阶模贴片天线天然具有更大的电尺寸,故有利于实现高增益辐射.然而,高阶模贴片天线也存在副瓣高和带宽窄等缺陷.本文分析了采用高介电常数基板、寄生辐射抵消和缝隙加载3种主要的抑制高阶模贴片天线副瓣方法;针对... 详细信息

与基模贴片天线相比,高阶模贴片天线天然具有更大的电尺寸,故有利于实现高增益辐射.然而,高阶模贴片天线也存在副瓣高和带宽窄等缺陷.本文分析了采用高介电常数基板、寄生辐射抵消和缝隙加载3种主要的抑制高阶模贴片天线副瓣方法;针对高阶模贴片天线的阻抗带宽特性,评述近年来国内外关于双频和宽带高阶模贴片天线的主要研究成果;介绍多模谐振技术及滤波天线设计方法对改善高阶模贴片天线带宽的作用,指出未来高阶模贴片天线设计仍然面临阻抗带宽窄和天线邻模抑制问题.

关键词：天线电波传播高阶模高增益贴片天线副瓣抑制阻抗带宽双频贴片天线宽带贴片天线

三阶矢量有限元方法精确计算轴对称谐振腔高阶模

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高能物理与核物理 2005年第8期29卷 793-796页

作者：曹亮黄文会清华大学工程物理系

为了进一步提高数值求解谐振腔高阶模的精度,本文提出了三阶矢量有限元方法,并针对二阶矢量有限元轴对称谐振腔高阶模计算程序Cafe对曲线边界的计算能力较差和计算速度较慢的缺点做了改进.在这些改进的基础上编制了三阶矢量有限元轴对... 详细信息

为了进一步提高数值求解谐振腔高阶模的精度,本文提出了三阶矢量有限元方法,并针对二阶矢量有限元轴对称谐振腔高阶模计算程序Cafe对曲线边界的计算能力较差和计算速度较慢的缺点做了改进.在这些改进的基础上编制了三阶矢量有限元轴对称谐振腔高阶模计算程序meshmatrix3,得到了很好的结果.

关键词：三阶矢量有限元方法高阶模计算精度曲边三角元谐振腔加速器

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带高阶模谐振腔反射器的过模高功率毫米波源

强激光与粒子束 2014年第6期26卷 129-133页

作者：叶虎陈昌华宁辉宋志敏李小泽清华大学工程物理系北京100084 西北核技术研究所、高功率微波技术重点实验室西安710024

针对过模系数为2.3的高功率毫米波发生器设计了工作于高次模的谐振腔反射器.谐振腔反射器工作模式为TM035模式,在58～62 GHz频带内对TM01模式的反射系数大于0.9.运用2.5维全电磁粒子程序模拟分析了器件中束波相互作用过程,通过调整慢波... 详细信息

针对过模系数为2.3的高功率毫米波发生器设计了工作于高次模的谐振腔反射器.谐振腔反射器工作模式为TM035模式,在58～62 GHz频带内对TM01模式的反射系数大于0.9.运用2.5维全电磁粒子程序模拟分析了器件中束波相互作用过程,通过调整慢波结构与谐振腔反射器间的漂移段长度得到了器件在570 kV,6.0 kA电子注量驱动下,在引导磁场为4T时,能辐射出功率1.06 GW、频率为60.2 GHz的毫米波,主要工作模式为TM01模,效率约为31％,起振时间为3.3 ns.

关键词：高功率毫米波高阶模谐振腔反射器过模

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W频段高阶模宽带波导Y结环行器

红外与毫米波学报 1996年第5期15卷 397-399页

作者：窦文斌孙忠良东南大学毫米波国家重点实验室

基于电磁理论计算，发现在Ｗ频段存在环行方向一致的双高阶结谐振模，两模相互邻近，可以用来制成双频环行器，也可以调整环行器参数使两模部分重迭，得到宽带特性．本文给出的实验结果验证了理论预言．

关键词：毫米波波导结环行器高阶模环行器

1+1/2 Cell超导加速腔的本征高阶模场分布研究

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高能物理与核物理 2005年第11期29卷 1077-1080页

作者：王桂梅吴文忠鲁向阳张保澄全胜文朱凤林林焦飞赵夔北京大学重离子物理研究所射频超导加速器实验室北京100871

为实现高平均流强加速,需要有效地消除超导加速腔中的高阶模场。为研制有效的高阶模耦合器,本文对北京大学DC-SC光阴极超导注入器的核心部件——1+1/2 cell超导加速腔中高阶模场进行了分析研究,用HFSS程序计算给出前31个高阶模场参数,... 详细信息

为实现高平均流强加速,需要有效地消除超导加速腔中的高阶模场。为研制有效的高阶模耦合器,本文对北京大学DC-SC光阴极超导注入器的核心部件——1+1/2 cell超导加速腔中高阶模场进行了分析研究,用HFSS程序计算给出前31个高阶模场参数,与实验测量较为符合。HFSS计算与Superfish计算结果比较符合很好,验证用HFSS计算可靠,为以后超导腔的升级研究提供有效的手段。

关键词：高平均流强高阶模超导加速腔 HFSS 分布研究模场 Cell 程序计算本征模耦合器