一种应用数值场求解折叠波导结构特性阻抗的方法技术

一种应用数值场求解折叠波导行波管特性阻抗的方法，采用了最大电压法确定波导端口电压及电流，并通过功率匹配校正波导端口的电压和电流值，可应用于折叠波导慢波结构阻抗特性计算。与传统解析方法或实验方法相比，本专利给出的基于数值场求解折叠波导行波管特性阻抗的方法具有通用性、便捷性、可靠性等诸多优点。该方法在每个相移点提取波导截面上不同格点的电磁场值，每个格点均包括电场和磁场，且为复数，分别包含实部和虚部。实际操作中，首先计算多个相移点的本征解，再由数值电磁场求解电压和电流，进而求解端口处的特性阻抗。本发明专利技术所采用的折叠波导行波管特性阻抗计算方法具有可扩展性、便捷性等优点。

A Method for Solving Characteristic Impedance of Folded Waveguide Structure by Using Numerical Field

【技术实现步骤摘要】
一种应用数值场求解折叠波导结构特性阻抗的方法
本专利技术属于折叠波导行波管慢波结构电磁分析
在折叠波导行波管设计及注波互作用计算过程中，涉及一种慢波结构特性阻抗数值求解的方法，具体为一种利用最大电压法求解折叠波导特性阻抗的方法。技术背景折叠波导行波管具有全金属慢波结构，可以实现高频率、大功率及宽频带下的毫米波放大，常用于高分辨率雷达，卫星通信，毫米波成像及材料加工。随着对更高频率行波管的需求，诸如折叠波导类型的的慢波结构受到越来越多的关注，对其关键物理特性的分析有利于行波管设计及注波互作用计算。在建立折叠波导行波管互作用理论模型时，需要提前确定折叠波导的一些高频参数，如特性阻抗等。波导特性阻抗定义为Zc＝Vi/Ii，因此需要求解电压Vi和电流Ii。传统的波导特性阻抗的求解方法有解析法和实验法。解析法只是基于矩形波导的特性，并未考虑折叠波导的弯曲及电子注通道的影响。实验法操作繁琐，效率低，且缺乏通用性。正是在这样的背景下，基于电磁仿真软件对折叠波导结构进行数值仿真，提取目标位置数值场，进而对慢波结构的阻抗特性进行分析。相对于传统的测量方法，本专利技术具有通用性、便捷性、可靠本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种应用数值场求解折叠波导结构特性阻抗的方法，其特征在于，步骤如下：步骤1、设定求解单周期折叠波导慢波结构的相移范围，在求解的相移范围内等间距选取N个相移；步骤2、采用全波数值仿真方法对单周期结构某一相移点jn的本征模式进行仿真计算，获取本振频率fn、本征功率P0,n等参数；步骤3、对波导横截面进行二维网格划分，形成坐标点文件，并从全波数值仿真软件中提取电磁场数值；步骤4、Vi和Ii分别为端口最大电压及对应的电流

【技术特征摘要】
1.一种应用数值场求解折叠波导结构特性阻抗的方法，其特征在于，步骤如下：步骤1、设定求解单周期折叠波导慢波结构的相移范围，在求解的相移范围内等间距选取N个相移；步骤2、采用全波数值仿真方法对单周期结构某一相移点jn的本征模式进行仿真计算，获取本振频率fn、本征功率P0,n等参数；步骤3、对波导横截面进行二维网格划分，形成坐标点文件，并从全波数值仿真软件中提取电磁场数值；步骤4、Vi和Ii分别为端口最大电压及对应的电流根据最大电压法求得特性阻抗Zc(jn)＝Vi/Ii。其中，Zc(jn)表示当前相移点jn对应的特性阻抗；步骤5、根据当前相移点的数值本征功率，对端口功率进行校正，求得校正系数；步骤6、重复步骤2-5，求解相移范围内的其余相移点的校正系数，取所有相移点的校正系数的平均值作为统一校正系数，用于端口电压及电流的...

【专利技术属性】
技术研发人员：颜卫忠，白旭东，宋云卓，孔凡伟，孙运涛，胡鹏程，钱婧怡，
申请(专利权)人：上海航天电子有限公司，上海科学仪器厂，
类型：发明
国别省市：上海,31