一种获取慢波结构色散特性和耦合阻抗的方法技术

本发明专利技术公开了一种获取慢波结构色散特性和耦合阻抗的方法，先建立待处理的无损耗的慢波结构模型，并设置该慢波结构模型的相关参数，再输入正弦激励信号，当慢波结构模型的能量稳定后的t

A method to obtain dispersion characteristics and coupling impedance of slow wave structures

【技术实现步骤摘要】
一种获取慢波结构色散特性和耦合阻抗的方法
本专利技术属于线形束微波电真空器件
，更为具体地讲，涉及一种获取慢波结构色散特性和耦合阻抗的方法。
技术介绍
微波电真空器件是一种重要微波器件，包含行波管、返波管、速调管和回旋管等。其中，行波管和返波管属于线形束器件，是重要的微波功率放大器和振荡器，而慢波结构是他们的核心组件，其特性对器件的性能有着至关重要的影响。随着技术的发展，为了获得更好的器件性能，新型慢波结构层出不穷。传统的慢波结构色散特性和耦合阻抗的计算方法为基于本征模求解器的准周期边界法，而对于部分较为复杂的新型慢波结构，例如准周期慢波结构、过模慢波结构和光子晶体加载的慢波结构等，现有的理论并不能有效地解释其特性，而现有的仿真计算方法也因为无法区分其工作模式和周期边界条件的限制而不能用于计算此类慢波结构的色散特性和耦合阻抗。在这种情况下，纵然这些新型慢波结构具有优良的特性，其设计过程必将包含着大量不可掌控的部分，进而导致器件工作条件和性能不可预测，甚至出现严重的错误。
技术实现思路
>本专利技术的目的在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种获取慢波结构色散特性和耦合阻抗的方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)、搭建慢波结构模型/n(1.1)、在电磁仿真软件的时域求解器中建立待处理的无损耗的慢波结构模型；/n(1.2)、在慢波结构模型中建立场监控线，场监控线的方向与慢波结构的纵向方向平行；/n(1.3)、在慢波结构模型中建立时域场监控器，用于检测仿真过程中不同时刻的电场；/n(1.4)、在慢波结构模型中设置输入、输出端口；/n(1.5)、对建立的慢波结构模型进行仿真，得到该慢波结构模型的反射损耗S

【技术特征摘要】
1.一种获取慢波结构色散特性和耦合阻抗的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)、搭建慢波结构模型
(1.1)、在电磁仿真软件的时域求解器中建立待处理的无损耗的慢波结构模型；
(1.2)、在慢波结构模型中建立场监控线，场监控线的方向与慢波结构的纵向方向平行；
(1.3)、在慢波结构模型中建立时域场监控器，用于检测仿真过程中不同时刻的电场；
(1.4)、在慢波结构模型中设置输入、输出端口；
(1.5)、对建立的慢波结构模型进行仿真，得到该慢波结构模型的反射损耗S11；
(2)、在输入端口输入频率为f、功率为P的正弦激励信号；
(3)、时域场监控器检测慢波结构模型中电场分布，在慢波结构模型的能量稳定后的t0时刻时，提取出场监控线上的纵向电场或径向电场，再绘制出z方向的电场图Ez-z或r方向的电场图Er-r，其中，z方向为慢波结构的纵向方向，r方向为慢波结构的径向方向；
(4)、对电场图Ez-z或Er-r进行空间傅里叶变换，得到A-kz图或A-kr图；



其中，i＝0,1,…,N-1，N为采样点个数，A(m)表示空间傅里叶变换后第m个数据点的幅值；
(5)、在A-kz图或A-kr图中，记录下所有尖峰在横坐标轴处的坐标，并从左往右分别记为kz1、kz2、kz3、...或kr1、kr2、kr3、...，同时依次记录下对应的纵坐标值，记为Az1、Az2、Az3、...或Ar1、Ar2、Ar3、…；
(6)、将所有的kz1、kz2、kz3、...或kr1、kr2、kr3、...分别代入如下公式中的k，得到慢波结构中传播的不同谐波的纵向相速度度vzp1、vzp2、vzp3、...或径向相速度vrp1、vrp2、vrp3、...；



(7)、将所有的Az1、Az2、Az3、...或Ar1、Ar2、Ar3、...分别代入如下公式中的An，得到不同谐波的最大纵向振幅Ez1、Ez2、Ez3、...或径向最大振幅Er1、Er2、Er3、...；



(8)、计算电压反射系数...

【专利技术属性】
技术研发人员：许多，邵伟，何腾龙，王禾欣，王战亮，宫玉彬，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51