毫米波脊形波导窗封接应力仿真研究
W频段波导—微带的对脊鳍线过渡仿真设计
W频段波导—微带的对脊鳍线过渡仿真设计作者：金少华来源：《新生代·上半月》2018年第08期【摘要】：应用HFSS设计了一款W频（75.87-87.5）GHZ的对脊鳍线微带波导过渡结构，仿真结果表明，在W 频段（75.87-87.5）GHZ内，该过渡结构插损小于0.6dB，回波损耗在20dB以下，达到项目需要。
【关键词】：W波段波导微带过渡对脊鳍线1引言在毫米波接收系统中，各芯片间采用微带线连接.而毫米波测试系统用波导接口，需要低成本、低损耗的宽频带波导到微带过渡.常用过渡结构：阶梯脊波导过渡、对脊鳍线过渡、耦合探针过渡等.对脊鳍线过渡，因其可以采用印制版技术制作在价廉的软基片上，已成为一种普遍运用的过渡结构.本文通过软件HFSS设计并仿真了一个W波段的微带到波导鳍线过渡以满足工程项目的需要。
2 对脊鳍线过渡的仿真2.1 对脊鳍线过渡的设计经典的过渡结构（如图1所示）.在这个由波导到微带的过渡结构中，两个对脊鳍线制作在基片正反两面，逐漸渐变成微带线.并且构成了一圆弧形谐振区，谐振区内的金属块是用来抑制谐振的。
在图1中，1区是渐变的对脊鳍线部分，它将波导内的TE10模转变成微带线传输的的准TEM模式（见图2），同时将波导的高阻抗转变成低阻抗。
2、3 区将对脊鳍线过渡到标准微带线.这一部分一般的处理方法是用半圆弧来过渡到微带线，这样圆心固定，经过微调可得到较好的结构。
过渡中的对脊鳍线渐变设计常采用沿渐变方向的平滑阻抗变换曲线，其中，余弦平方渐变形式加工简单，成本较低，应用广泛。
因此我采用余弦平方渐变曲线（ 1）设计对脊鳍线过渡结构式中：是鳍线宽度；是波导窄边尺寸；50Ω 微带线宽；是距离起点的长度；鳍线过渡的长度。
由经验可知，过渡结构长度越长，反射越小，但是工程需要整个过渡结构尽可能短，方便使用，因此需要选择一个合理的长度，一般取1.5按照上述设计思路，我完成W波段（75.87-87.5）GHZ的过渡设计，介质基片采用RT-duroid 5880 材料（相对介电常数εr= 2 . 2），基片厚度为h = 0 .127mm ，金属条带厚度t=0.017 mm，标准矩形波导，宽a = 1.5494mm，高b =3.0988mm，50Ω微带线金属条带的宽度W = 0.358mm。
《真空电子技术》2011年总目次
遗传 算法 在螺旋线行波管优化 中的应用 …………………… …………………………………… 刘培印， 胡玉禄 ， 中海， １ ） 杨 等（０
圃 二 鱼
ｔ
Ａ１ 陶瓷 表 面 化 学 镀 镍 工 艺 … … … … … … … … … … … … … … … … … …… … … … … … … … … … 钟 小婧 ， 明礼 ， 慧 ， （ ４ Ｎ 秦 李 等 １）
一
种 双 频 段 正 交 模 耦 合 器 的设 计 … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …… …… … … … … 赵 晓 娜 ， 忠 勋 （３ 王 １）
理 想 导 电 圆柱 电磁 场 分 布 二 维 有 限 元 方 法 分 析 … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 龚 亚 军 ， 建 清 ， 立 ， （６ 李 徐 等 １） 行 波 管 中聚 焦 磁 场 对 互 作 用 影 响 的 研 究 … … … … … … … … … … …… …… … … … … … … … … … … 余 金 清 ， 玉禄 ， 斌 （ １ 胡 李 ２）
Ｇ Ａｓ 极 激 活 氧 源 获 得技 术研 究 … … … … … … … … … …… …… …… … … … … … … … … … … … … … … … 徐 江 涛 ， 珂 （ Ｏ ａ 阴 徐 ５） 涡 流 对 真 空 灭 弧 室 开 断 电 流 的影 响 … … …… …… … … … … … … … … … … … … … … … … … … …… …… … … … … … 司 红 （ ３ ５）
第 ３期 研 究 与设 计
抑 制 空 间行 波 管 五 阶交 调 失 真 的 信 号 注 入 法 … … … … … … … … … … … … … … … … …… …… … … 刘 南平 ， 东 明 ， 克 文 （ ） 赵 夏 １ 螺旋 线 行 波 管 薄 膜 衰 减 器 高 频 衰 减 特 性 的 研 究 … … … … …… …… …… … … … … … … … … … … 杨 敏 ， 玉禄 ， 中 海 ， （ ） 胡 杨 等 ６
一种毫米波天线反射面板精密成形的数值模拟
一种毫米波天线反射面板精密成形的数值模拟尉飞;金超;李金良【摘要】天线反射面板的成形方法对面板精度有着重要的影响。
根据具有大面积、主动反射面的毫米波天线对面板的成形要求，提出了一种基于高精度模具、蒙皮开缝、真空负压和胶粘背筋的成形方法。
建立了该成形过程的有限元模型，并利用接触算法实现了该过程的数值仿真。
研究发现蒙皮开缝后能有效降低蒙皮内的应力水平。
面板回弹引起背筋的不均匀变形是面板成形误差产生的主因。
分析了面板形面曲率、蒙皮开缝长度和背筋高度等面板结构参数对面板成形精度的影响规律，为合理设计该工艺过程和提高面板的成形质量提供了重要依据。
%The forming method of reflector panels has significant effects on their accuracy.The panels of a millimeter wave antenna which has an active reflector usually have large area and high pre-cision.Hence,a forming process was developed based on high precision mold,slotted skin,vacuum and adhesively bonded stiffener.A nonlinear finite element model was established to model the process, and its simulation was considered as a contact problem.The results show that the stress of skins can be decreased by slotting.In addition,the main factor affecting panels'accuracy is the non-uniform de-formation of stiffeners due to the springback ofpanels.Furthermore,the effect trends of panels'pa-rameters,which included the surface curvature of panels,slot length of skins and height of stiffeners, on their precision were analyzed.It can be used to optimize the process's parameters,and improve the performance of produced panels.【期刊名称】《中国机械工程》【年(卷),期】2015(000)006【总页数】4页(P824-827)【关键词】面板成形;面板精度;有限元;接触;开缝蒙皮【作者】尉飞;金超;李金良【作者单位】中国电子科技集团第 54 研究所，石家庄，050081;中国电子科技集团第 54 研究所，石家庄，050081;中国电子科技集团第 54 研究所，石家庄，050081【正文语种】中文【中图分类】TG3我国探月工程和载人航天事业的发展对深空探测技术的需求日益增多。
矩形变形脊波导主模截止波长研究
矩形变形脊波导主模截止波长研究李锦屏;唐益文;周云【摘要】为了满足微波传输系统性能的某些需求,各种结构形状的新型波导应运而生.本文采用有限差分法,利用Matlab计算了脊变形之中脊下陷矩形波导的传输特性,并对计算结果进行了对比分析,得出了在改变波导内部脊的位置、形状和大小等不同几何尺寸情况下的波导主模截止波长,通过分析,变形可以改变传输特性的调节范围,对微波工程有很重要的参考价值和指导意义.【期刊名称】《兰州交通大学学报》【年(卷),期】2010(029)004【总页数】4页(P28-31)【关键词】脊波导;主模;截止波长;有限差分法【作者】李锦屏;唐益文;周云【作者单位】兰州交通大学,电子与信息工程学院,甘肃,兰州,730070;兰州交通大学,电子与信息工程学院,甘肃,兰州,730070;兰州交通大学,电子与信息工程学院,甘肃,兰州,730070【正文语种】中文【中图分类】TN0150 引言脊波导作为一种重要的微波传输线,自20世纪40年代开始研究其特性以来,因其与相同尺寸普通波导相比具有单模带宽更宽、主模截止波长更长、工作频带更宽、等效特性阻抗更低等许多优势被广泛应用到毫米波系统.由于脊波导的边界条件比普通波导复杂,脊波导元件的分析和设计比普通矩形波导元件复杂的多.在现代微波工程中,为了满足微波传输系统性能的某些需求,需要不断探索和研究具有特殊截面形状的各类新型波导.复杂结构的脊波导因加载脊的原因而具有一些特殊性能,对其精确求解往往能加强实际应用性.文献[1]已对矩形变形脊波导的主模截止波长进行了计算和比较,本文将针对脊下陷情况中的矩形波导,采用有限差分法计算其主模截止波长.1 理论分析以求解波导中的TE模为例,有关有限差分法的基本原理可参考文献[2].若以φ标记为相应的纵向分量,则波导中TE模式传输的电磁波在横截面内应满足的波动方程及边界条件为式中:为横向拉普拉斯算子.脊下陷波导的截面图如图1所示.图中a和b是单脊波导的外部尺寸,s2是大脊的宽度,s1是下陷部分的宽度,d2是下陷部分距离顶端的高度,d1是大脊距离顶端的高度,c是大脊距离边界的宽度.图1 变形脊波导Fig.1 Changed rectangular waveguide对图1所示变形脊波导,波导内空间用同一步长h的正方形进行网格状离散,用各离散点上函数的差商来近似代替该点的偏导数,把微分方程变为差分方程.将需求解的边值问题转化为一组相应的差分方程.由此构成的差分方程组,可用矩阵表示为式中:k为矩阵系数;φ是以网格节点上的待求场量φi为分量的列向量;而数值β为特征值,其对应的截止波长满足下式:因此,解出矩阵k的特征向量,由β的最小非负特征值求得的截止波长即为主模截止波长.2 计算结果和讨论文献[1]中已验证了此种方法计算结果相对误差不超过0.5%,满足工程计算的误差要求.本文将图1所示的变形脊波导有关数据以表格形式给出,并绘出它们的相应变化趋势图.先假设d1=d2,s1=s2的矩形脊波导,取s1/a=0.3,固定脊的宽度,改变脊的高度,使脊从左侧逐渐向中间移动,表1的计算结果显示了脊的位置对其传输特性的影响.图1显示了当脊从左侧1/4处向中间位置移动时,即c/a增加时,归一化截止波长λc/a 的变化趋势,计算结果显示最大值出现在中间位置.同时,无论脊的位置如何,截止波长都会随着脊的高度的减小而减小.表1 s1/a=0.3改变脊位置时波导主模归一化截止波长λc/aTab.1 Dependence of the cutoff wavelength on the ridge position for s1/a=0.3 with dif ferent c/a and d1/bd1/b c/a 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 0.1 3.957 2 3.151 02.754 1 2.500 2 2.321 9 2.194 2 2.104 5 2.045 2 2.010 9 0.2 4.882 23.778 23.225 2 2.864 1 2.600 2 2.398 1 2.242 3 2.125 4 2.043 1 0.3 5.295 54.065 9 3.445 0 3.037 0 2.735 9 2.501 5 2.315 8 2.170 7 2.062 2 0.355.345 4 4.100 8 3.471 9 3.058 2 2.752 7 2.514 4 2.325 1 2.176 5 2.064 8图2 脊波导截至波长变化趋势图(s1/a=0.3)Fig.2 Changing trend o f cutoff wavelength on rectangu lar waveguide(s1/a=0.3)再假设脊的位置处于波导的中央.表2为d1/ b=0.1,s2/a=0.6时改变下陷脊高度及宽度时波导主模归一化截止波长,即脊的高度及宽度确定,改变下陷脊比例时的截止波长.由表2的计算结果可知当下陷脊的深度一定时,下陷脊的宽度越小,截止波长越大;而下陷脊的宽度一定时,其深度对截止波长的影响不大,只在下陷脊较宽及深度较小时,截止波长随深度的加大略有减小.图3显示了这一变化规律.表3为d2/b=0.9,s1/a=0.1时改变脊的高度及宽度时波导主模归一化截止波长,即确定下陷脊的高度及宽度,改变脊比例时的截止波长.由表3的计算结果可知当脊的高度一定时,当宽度接近总长度的一半时,即s2/a=0.4-0.5时,,截止波长最大,若使脊的宽度过大或过小都会减小截止波长;当脊的宽度一定时,截止波长随着脊的高度的减小而减小.图4显示了这一变化规律.表2 d1/b=0.1,s2/a=0.6改变下陷脊高度及宽度时波导主模归一化截止波长Tab.2 Dependence of the cutoffwavelength on the ridge position ford1/b=0.1,s2/a=0.6 with different s1/a and d2/bd2/b s1/a 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 0.1 5.208 4 5.196 5 5.195 7 5.195 7 5.195 7 5.195 7 5.195 7 5.195 7 0.2 5.033 8 4.960 9 4.944 4 4.940 4 4.939 4 4.939 2 4.939 1 4.939 1 0.3 4.854 2 4.700 1 4.649 6 4.630 9 4.623 6 4.620 8 4.619 7 4.619 2 0.4 4.673 9 4.429 9 4.335 7 4.293 3 4.273 1 4.263 2 4.258 3 4.255 9 0.5 4.494 4 4.150 9 4.004 8 3.931 6 3.892 2 3.870 2 3.857 8 3.850 6表3 d2/b=0.9,s1/a=0.1改变脊高度及宽度时波导主模归一化截止波长Tab.3 Dependence of the cuto ff wavelength on the ridge position ford2/b=0.9,s1/a=0.1with different s2/a and d1/bs2/a d1/b 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.2 4.777 3 3.831 1 3.302 0 2.936 4 2.659 2 2.440 6 2.267 8 2.137 0 0.3 5.142 1 4.021 0 3.426 2 3.026 7 2.728 7 2.495 0 2.309 2 2.164 9 0.4 5.320 6 4.100 0 3.471 6 3.057 2 2.751 7 2.513 9 2.325 1 2.177 2 0.5 5.337 1 4.080 7 3.446 8 3.034 3 2.733 4 2.501 2 2.318 2 2.175 2 0.6 5.195 7 3.964 4 3.352 7 2.959 0 2.674 8 2.458 0 2.289 5 2.159 4 0.7 4.886 1 3.745 7 3.186 1 2.829 6 2.575 3 2.384 8 2.240 1 2.131 0 0.8 4.380 6 3.409 7 2.937 7 2.640 22.432 4 2.281 8 2.171 6 2.091 8 0.93.615 6 2.920 6 2.584 4 2.378 6 2.242 7 2.150 8 2.087 9 2.045 0图3 变形脊波导截至波长变化趋势图(d1/b=0.1, s2/a=0.6)Fig.3 Changing trend of cutoff wavelength on changed rectangu larwaveguide(d1/b=0.1,s2/a=0.6)图4 变形脊波导截至波长变化趋势图(d2/b=0.9, s1/a=0.1)Fig.4 Changing trend of cutoff wavelength on changed rectangu larwaveguide(d2/b=0.9,s1/a=0.1)3 结论脊波导内脊的位置、形状和大小会影响主模的截止波长.既可以通过改变脊的形状,又可以通过改变脊的位置来调整主模的截止波长.结论如下:1)当脊从左侧1/4处向中间位置移动时,即 c/a增加时,归一化截止波长λc/a逐渐增大,即最大值出现在中间位置.2)确定脊的高度及宽度,改变下陷脊比例.当下陷脊的深度一定时,下陷脊的宽度越小,截止波长越大;而下陷脊的宽度一定时,其深度对截止波长的影响不大,只在下陷脊较宽及深度较小时,截止波长随深度的加大略有减小.3)确定下陷脊的高度及宽度,改变脊比例.当脊的高度一定时,宽度接近总长度的一半时,截止波长最大;当脊的宽度一定时,截止波长随着脊的高度的减小而减小,最小可接近λc/a=2的矩形波导截止波长.本文使用有限差分法计算了变形脊波导中主模归一化截止波长随脊及下陷脊宽度及高度变化的数值,分析了脊尺寸对脊波导归一化截止波长的影响.本文计算结果,对工程设计具有一定的指导作用.参考文献:【相关文献】[1] 李锦屏,杜丽霞,陈伟.矩形变形脊波导主模截止波长的计算[J].半导体光电,2008,29(5):677-679.[2] 王秉中.计算电磁学[M].北京:科学出版社,2002:19-51.[3] M ai Lu,Paul J.Leonard.Dependence of ridge position on the cutoff w ave-length o f the dominantmode in single ridge w aveguides[J].M icrow ave and Optical Techno logy Letters,2002,34:374-377.[4] Py le JR.The cutoff w avelength of the TE10 mode in ridged rectangular w aveguide of any aspect ratio[J]. IEEE Trans M icrow ave Theory Tech,1966(M TT-14):175-183.[5] 孙海,褚衍东.非对称单脊波导主模截止波长的数值计算[J].兰州交通大学学报,2006(3):84-88.[6] Rong Y,Zaki K A.Characteristics of generalized rectangular and circular ridgew aveguides[J].IEEE Trans M icrowave Theory Tech,2000(M TT-48):258-265.[7] 何红雨.电磁场数值计算法与MATLAB实现[M].武汉:华中科技大学出版社,2002.。
V频段波导-微带的对脊鳍线过渡仿真设计
V频段波导-微带的对脊鳍线过渡仿真设计摘要：利用纯电磁场仿真软件CST仿真分析了V频段对脊鳍线微带波导过渡结构和性能，得出了可供工程应用参考的设计曲线，并根据曲线设计了波导-微带过渡，对仿真过程进行了优化。
仿真结果表明，在V频段内单个过渡插入损耗和背靠背过渡插入损耗均小于0.3 dB。
这种紧凑的过渡模型不仅结构简单、尺寸短小，而且可以在宽频带范围内实现较低的插入损耗和回波损耗，方便工程应用。
关键词：波导；微带；过渡；对脊鳍线随着毫米波技术在无线通信和雷达系统中应用的不断增多，一种十分重要的传输媒介——微带线在现有毫米波集成电路中得到了广泛的应用[1-3]。
现在，各种毫米波集成系统之间的连接以及毫米波测试系统和器件大多仍采用金属波导结构。
因此，波导到微带过渡结构性能的优劣便成为影响系统特性的关键因素之一。
本文主要对V频段下波导-对脊鳍线-微带过渡结构进行了仿真设计。
1 波导-微带的对脊鳍线过渡的基本原理目前，所有毫米波检测设备大多以标准矩形波导作为其输入的RF接口，因而平面集成电路性能检测都必须通过具有带宽特性的过渡装置来完成。
对这些过渡装置的基本要求是[4]：(1)能够完成需要过渡转换的两种微波传输线之间的模式转换；(2)在所需频率的带宽范围内，阻抗匹配要好； (3)电路结构便于加工制作，尺寸小； (4)装卸容易，具有良好的重复性和一致性。
波导到微带的过渡要求传输损耗低，驻波小，回波损耗小，应有足够的频带宽度，并且结构简单，加工和安装容易。
MEIER P J提出了便于制作新型毫米波混合集成电路的准平面结构——鳍线[5]。
把鳍线看成一种准平面结构，是由于它的整个电路图形包括有源器件在内都并入在一块介质平板上，而其电路设计又要考虑到金属波导盒的影响。
对脊鳍线模型具有结构简单、插损小、安装方便等特点,过渡方向与电路一致,在宽频带内可以实现较好的过渡性能，而且可以通过调节中间谐振块的大小使谐振频率远离输出频率，是目前普遍采用的波导-微带过渡结构。
脊位置不对称的双脊波导特征值的有限元分析
脊位置不对称的双脊波导特征值的有限元分析
肖中秋;常迎香;崔德旺;李珍
【期刊名称】《重庆理工大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2008(022)005
【摘要】提出了用有限元法分析脊位置不对称双脊波导的主模截止波长,并给出了几种特殊情形下的场结构图,得到了主模截止波长分别在脊位置变化、脊宽变化及脊高变化时的变化规律.通过编程计算了不对称双脊波导的截止波长,给出了曲线图.计算结果与相关文献非常吻合,说明所编程序及所给数据是正确的.通过与相关文献对比发现,不对称双脊波导比对称双脊波导与单脊波导主模的截止波长更长.
【总页数】4页(P104-107)
【作者】肖中秋;常迎香;崔德旺;李珍
【作者单位】兰州交通大学数理与软件工程学院,兰州,730070;兰州交通大学数理与软件工程学院,兰州,730070;兰州交通大学数理与软件工程学院,兰州,730070;兰州交通大学数理与软件工程学院,兰州,730070
【正文语种】中文
【中图分类】TN814;O24
【相关文献】
1.不对称脊波导脊位置对主模截止波长的影响 [J], 孙海;褚衍东
2.矩形变形脊波导特征值的有限元分析 [J], 赵霞;陈小强
3.有限元法的脊位于窄边的脊波导特征值分析 [J], 孙海;王继顺;褚衍东;谢艳云
4.脊位置变化对窄边双脊波导主模带宽的影响 [J], 胥万松
5.三角形变形脊波导特征值的有限元分析 [J], 赵霞;陈小强
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脊波导缝隙平面阵列天线的设计研究的开题报告
脊波导缝隙平面阵列天线的设计研究的开题报告一、课题背景及研究意义随着移动通信技术的飞速发展，人们对于通讯质量的要求也越来越高。
天线作为通信系统的重要组成部分，其性能的优劣直接影响着通信系统的质量。
面向更快、更稳定的通信服务，平面阵列天线逐渐成为业界关注的焦点。
目前，大多数平面阵列天线采用谐振耦合方式实现波束控制，但其波束宽度随着阵列元素的增多而减小，这对于实现大覆盖范围下的高速传输任务十分不利。
针对这一问题，研究人员提出了脊波导缝隙平面阵列天线。
该天线由脊波导缝隙微带天线和平面板导体组成，利用脊波导缝隙微带天线提供高增益、窄波束，平面板导体实现相邻基元之间的互耦和相位调节，可以实现波束宽度的控制，提高天线的性能。
本研究旨在设计一种脊波导缝隙平面阵列天线，并对其性能进行分析与优化，为天线应用进一步提升通信质量提供技术支撑。
二、研究内容1. 设计具有良好性能的脊波导缝隙平面阵列天线；2. 对阵列天线的特性进行仿真分析；3. 对天线的性能参数进行优化；4. 制作并测试脊波导缝隙平面阵列天线的性能，并与传统平面阵列天线进行比较分析；5. 对实验结果进行分析与讨论。
三、研究方法1. 利用HFSS软件建立阵列天线模型，进行电磁仿真；2. 对天线的增益、阻抗、选择性、波束宽度等性能指标进行分析与评估；3. 通过调整天线元素的参数以及阵列的布局来优化天线性能；4. 制作天线样机并进行性能测试，包括辐射特性、频率响应等；5. 对实验结果进行分析与讨论。
四、预期成果1. 设计出具有良好性能的脊波导缝隙平面阵列天线；2. 对阵列天线的性能参数进行优化；3. 制作出阵列天线的样机，并测试其性能；4. 为平面阵列天线在移动通信领域的发展提供新思路。
五、研究进度安排第一阶段：文献调研和理论分析，包括对脊波导缝隙微带天线、平面板导体的特性进行分析。
时间：两周。
第二阶段：建立脊波导缝隙平面阵列天线的仿真模型，对其性能进行仿真分析。
变形对三角形脊波导特性的影响
变形对三角形脊波导特性的影响
赵霞;陈小强
【期刊名称】《自动化与仪器仪表》
【年(卷),期】2010(0)6
【摘要】针对脊波导器件在使用中会产生不同程度的变形,采用有限元方法研究错位和受力变形对三角形脊波导传输特性的影响,计算了不同程度变形时的截止波长和单模带宽并绘制了相应的关系曲线,给出了几种变形时的场结构图,为脊波导的实际应用提供参考。
数值分析结果表明错位变形使脊波导截止波长变长,单模带宽增大程度小于1%,对于脊波导传输特性影响较大的是两侧受力变形,当变形达到10%时,其特性变化超过10%以上,在使用中应引起重视。
【总页数】3页(P126-127)
【关键词】有限元法;脊波导;截止波长;单模带宽
【作者】赵霞;陈小强
【作者单位】兰州交通大学自动化与电气工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TN814
【相关文献】
1.形变对三角形脊波导特性的影响 [J], 杨立坤;陈小强
2.变形对矩形单脊波导特性的影响 [J], 陈彩红;陈小强
3.器件变形对倒梯形脊波导传输特性影响的研究 [J], 陈小强;赵霞;逯迈;任恩恩
4.组合形变对三角形脊波导传输特性的影响 [J], 陈小强;杨立坤
5.变形对梯形单脊波导衰减等传输特性影响 [J], 李向葵;陈小强;陈彩红
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一种X波段波导缝隙天线的设计与仿真_李高升
(Co lle ge o f Electronic Science and Enginee ring , Na tio na l Universi ty of Def ense Technolog y , Changsha 410073, C hina)
1 天线辐射阵面设计
1 .1 天线口径相关参数计算 首先根据天线的波束宽度和副瓣电平要求计算口
收稿日期 :2010-07-13 基金项目 :武器装备预研基金(9140A 04020310KG 0112 ,
9140A 31020609K G 0170)
径尺寸 D , 然后把 D 代入增益 G 公式 , 看是否满足增益 要求 ;最后根据增益和波束宽度 , 对天线口径进行修正 , 使其同时符合两者要求[ 3-4] 。
利用上述仿真的魔t结构构建如图5所示和差网络仿真结果如图6所示波导缝隙平板阵列天线以其突出的性能指标得到广泛关注但由于其设计复杂影响因素多且加工工艺要求高要想实现工程应用需要多方面的努力810图7给出了和波束方向图仿真结果图8给出了天线几何模型及差波束方向图三维仿真结果
《现代电子技术》2010 年第 21 期总第 332 期
关键词 :波导缝隙天线 ;低副瓣 ;辐射缝隙 ;和差器 中图分类号 :T N957 .2-34 文献标识码 :A 文章编号 :1004-373X(2010)21-0005-04
Design and Simulation of Waveguide Aperture Antenna Working in X-band
-2t) λg
1 .3 辐射阵面设计
(7)
超宽带毫米波行波管
工 艺 与 应 用
・
超 宽 带 毫米 波行 波 管
黄 拓 朴
（ 京 真 空 电 子 技 术 研 究 所 ， 京 １０ １ ） 北 北 ０ ０ ５
Ａ ４ １ ８～ ０ ＧＨｚ Ｗ ｉ － ｎ ｉｌｍ ｅ ｅ ａ ｅ ＴＷ Ｔ ｄｅ Ｂａ ｄ Ｍ ｌｉ ｔ ｒ Ｗ ｖ
￣１０ ： １ ２… Ｉ
双 脊 波导窗 在 封接工 艺是 实 现双 脊波 导输 能装
置 的另 一个 难点 ， 此 针 对 现 有 波 导 窗结 构 进 行 了 为 封接 应 力仿 真研 究 和优 化 设 计 。主要 从 封 接 面 积 、
（） １ 降低 热 阻 ， 明显 提 高 散 热 能力 ， 步测 试 结 初
内驻波 比小 于 １ ８ 由于输 出功率 达 到 ４ 以上 ， ．。 Ｏｗ
互 作用 。由于输 出功 率大 ４ ， 出输 能装 置不 能 Ｏｗ 输 同轴 结 构 ， 要设 计双 脊 波导输 能装 置 ， 需 以保 证连续 波 ４ 以上 的稳 定 功率输 出 。考 虑 到行 波 管 散热 ０ｗ 需要 ， 采用 高频 慢波 复合 管壳结 构 。 将
４ ０
Ｐ。 Ｗ ７ ． ６ ． ６ ． ６ ．３ ５ ．４ ５ ． ４ ． ／ ２２ ８９ ７４ １ ８ ０４ ５７
为保 证行 波 管 在 连续 波 状 态 的稳 定 工 作 ， 行 进
相关 的散 热设 计— — 降低 高频 损耗 和复 合管 壳结 构
设计。
中 图分 类 号 ： Ｎ１ ４ Ｔ ２ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０２ ９ ５ ２ １ ）４ ０ ９ － ０ １ ０ —８ ３ （ ０ １ ０ － ０ ３ ３
目前 国外 的超倍 频程 宽带 毫米 波连 续波 行波 管
一种毫米波行波管金刚石输能窗及其加工方法[发明专利]
![一种毫米波行波管金刚石输能窗及其加工方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/0474d27f2f3f5727a5e9856a561252d380eb2027.png)
(10)申请公布号(43)申请公布日 (21)申请号 201510483944.3(22)申请日 2015.08.07H01J 23/36(2006.01)B23K 20/14(2006.01)(71)申请人南京三乐电子信息产业集团有限公司地址210000 江苏省南京市浦口经济开发区光明路5号(72)发明人高志强 梁田 宋泽淳 董笑瑜周智龙 刘强 刘颖博 路兴达王晖(74)专利代理机构南京经纬专利商标代理有限公司 32200代理人杨海军(54)发明名称一种毫米波行波管金刚石输能窗及其加工方法(57)摘要本发明公开了一种毫米波行波管金刚石输能窗及其加工方法，它包括：上金属件(1)，下金属件(2)，通过金基焊料焊接在上金属件(1)和下金属件(2)之间的金刚石窗片(3)，金刚石窗片(3)与上金属件(1)和下金属件(2)之间为平面焊接；金刚石窗片(3)的厚度为0.2±0.01mm。
本发明提供的毫米波行波管金刚石输能窗，结构设计合理，可提高毫米波输能窗的热导率，降低高频损耗，可提高毫米波行波管的输出功率和工作带宽，具有重要的应用价值。
本发明提供的毫米波行波管金刚石输能窗的加工方法，工艺设计合理，操作性强，易于工业化加工生产。
(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页 说明书3页 附图1页CN 105185677 A 2015.12.23C N 105185677A1.一种毫米波行波管金刚石输能窗，其特征在于，它包括：上金属件(1)，下金属件(2)，通过金基焊料焊接在上金属件(1)和下金属件(2)之间的金刚石窗片(3)，所述的金刚石窗片(3)与上金属件(1)和下金属件(2)之间为平面焊接；所述的金刚石窗片(3)的厚度为0.2±0.01mm。
2.根据权利要求1所述的毫米波行波管金刚石输能窗，其特征在于，所述的金刚石窗片(3)的厚度为0.2mm。
毫米波接地共面波导建模方法研究
毫米波接地共面波导建模方法研究毫米波接地共面波导建模方法研究摘要：毫米波技术是无线通信领域的新一代技术，其具有较高的传输速率和更大的带宽。
接地共面波导是毫米波技术中常用的传输线结构，对其建模方法进行研究对于毫米波通信系统的设计和优化具有重要意义。
本文通过分析毫米波接地共面波导的结构特点，综合考虑波导剩余耦合和尺寸变化对传输特性的影响，提出了一种基于多模分离的建模方法，并通过仿真验证了该方法的有效性。
关键词：毫米波；接地共面波导；建模方法；多模分离；仿真验证1. 引言毫米波技术是未来无线通信领域的发展方向，具有高速传输和大带宽等特点。
在毫米波通信系统中，接地共面波导作为一种常见的传输线结构，被广泛应用于天线、滚巴布林线和微带天线等。
接地共面波导具有较低的传输损耗和较好的屏蔽性能，而且具有较低的散射损耗，因此在毫米波频段中具有较高的传输效率。
然而，在毫米波频段中，由于波长较短，波导的电磁特性会发生明显的变化，对其建模方法提出了更高的要求。
本文针对毫米波接地共面波导的建模问题展开研究，旨在提出一种准确且高效的建模方法，为毫米波通信系统的设计和优化提供可靠的理论基础。
2. 毫米波接地共面波导的结构特点接地共面波导是由两个电磁截面相对接地的金属片中间的空间形成的，其特点是两个电磁截面之间存在着电磁耦合作用。
在毫米波频段中，波长较短，电磁波的传播方式复杂，传输特性受到尺寸变化和波导之间的耦合影响较大。
因此，对毫米波接地共面波导进行建模时需要综合考虑剩余耦合和尺寸变化等因素。
3. 基于多模分离的建模方法为了准确描述毫米波接地共面波导的传输特性，本文提出了一种基于多模分离的建模方法。
首先，将接地共面波导的传输线结构进行划分，并将其模拟为多个不同模式的波导传输线。
然后，通过求解每个模式下的波导传输特性方程，得到各个模式的传输特性参数。
最后，利用这些参数结合波导的剩余耦合和尺寸变化等因素，建立毫米波接地共面波导的传输特性模型。
一种毫米波波导天线精密扩散焊接方法[发明专利]
![一种毫米波波导天线精密扩散焊接方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/34a871219ec3d5bbfc0a7490.png)
专利名称：一种毫米波波导天线精密扩散焊接方法
专利类型：发明专利
发明人：方坤,宋奎晶,李敏,高乾坤,牛利民,鲁斌,殷东平,付庆霞
申请号：CN202011186092.9
申请日：20201028
公开号：CN112388144A
公开日：
20210223
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开一种毫米波波导天线精密扩散焊接方法，毫米波波导天线采用铝合金材料，所述毫米波波导天线包括待焊接一体的两零件；所述毫米波波导天线精密扩散焊接方法，包括步骤：清理所述零件表面，去除焊接面氧化膜；完成所述零件装配并装入真空炉；设置工艺参数，并进行焊接加工，所述焊接加工依次包括：升温阶段、均温阶段、高压应力破膜阶段、中压应力变形焊接阶段、低压应力焊接阶段、降温阶段；本发明在铝合金扩散焊接的不同阶段设计不同的工艺参数，实现了铝合金波导天线扩散焊质量和结构变形两个结果的偶合优化，焊缝强度超过母材的75％，波导腔变形不超过0.05mm，实现了铝合金波导天线高精度扩散焊接。
申请人：中国电子科技集团公司第三十八研究所,合肥工业大学
地址：230000 安徽省合肥市高新技术开发区香樟大道199号
国籍：CN
代理机构：合肥昊晟德专利代理事务所(普通合伙)
代理人：王瑞
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毫米波脊形波导窗封接应力仿真研究
毫米波脊形波导窗封接应力仿真研究周明干;孟晓君;杨明华【期刊名称】《真空电子技术》【年(卷),期】2011(000)004【摘要】The nonlinear sealing-stress produced in the ridge waveguide window's welding procedure is calculated and analyzed. And the waveguide structure is optimized using ABAQUS software. The experiment result shows the rate of finished products is obviously improved with the optimized structure.%针对某新型毫米波脊形波导窗封接成品率低的问题,本文利用ABAQUS软件对其封接过程中产生的非线性封接应力进行了仿真分析和研究,并对其结构进行了优化设计,有效的解决了其封接成品率过低的问题.【总页数】3页(P96-98)【作者】周明干;孟晓君;杨明华【作者单位】北京真空电子技术研究所,北京100015;北京真空电子技术研究所,北京100015;北京真空电子技术研究所,北京100015【正文语种】中文【中图分类】TN105【相关文献】1.光窗封接工艺对光电外壳抗强冲击影响的研究 [J], 杨拓;江德凤;王彬彬2.W波段行波管用金刚石输能窗封接工艺及机理研究 [J], 梁田;杨磊;高志强;胥辉;王玉春;董笑瑜;陆艳杰;张小勇3.Al203陶瓷窗片在毫米波盒形窗中的微波性能模拟及其封接残余应力模拟评估[J], 石明;尚阿曼;程建4.脊形波导窗的研究 [J], 王经强;王严梅5.静电封接中的热应力研究 [J], 齐虹;田雷因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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Ａｂｓｒ ｃ ： ｔａ ｔ Ｔｈｅ ｎｏ ｉ ｅ ｒ ｓ ａ ｉ ｇ ｓ ｒ ｓ ｒ ｄ ｅ ｎ ｔ ｉ ｇｅ ｗａ ｅ ｉ ｅ ｗｉ ｄｏ ｓ ｗｅｄｉ ｇ ｐ ｏｃ ｄ ｅ ｉ ｎｌｎ ａ ｅ ｌｎ — ｔ ｅ ｓ ｐ ｏ ｕｃ ｄ ｉ ｈｅ ｒｄ ｖ ｇｕ ｄ ｎ ｗ ｌ ｎ ｒ ｅ ｕｒ ｓ
Ｚ ＨＯＵ ｉｇｇ ｎ ＭＥ ａ — ｎ ＹＡＮＧ Ｍ ｉｇｈ ａ Ｍ ｎ — ａ ， ＮＧ Ｘｉ ｊ ， ｏ ｕ ｎ — ｕ
（ ｉｉ ｇ Ｖ ｃ ｕ Ｅｌｃｒｎ ｃ ｓａ ｃ ｎｔｔ ｔ ，Ｂｅｊｎ ０ ０ ５ Ｃ ｉａ） Ｂｅｊｎ ａ ｕ ｍ ｅ ｔｏ ｉｓ Ｒｅｅ ｒ ｈ Ｉ ｓｉｕ ｅ ｉｉｇ １ ０ １ ， ｈ ｎ
ｍｅ ｅ ｕ ｔ ｓ ｗｓ ｔ ａ ｅ ｏ ｉ ｉ ｈ ｄ ｐｒ ｄｕ ｔ ｓ ｏｂ ｉ ｓ ｙ ｉ ｒ ｖ ｄ ｗｉｈ ｔ ｔｍｉｅ ｔ ｕ ｔ ｒ ． ｎｔｒ ｓ ｌ ｈｏ ｈｅ ｒ ｔ ｆｆｎ ｓ ｅ ｏ ｃ ｓ ｉ ｖ ｏｕ ｌ ｍｐ ｏ ｅ ｔ ｈｅ ｏｐ ｉ ｚ ｄ ｓ ｒ ｃ ｕ ｅ
的不 断 降低 ， 两种 材料 的收缩量 存在 差 异 ， 片 整体 窗
田 二垒
力校 核 ， 筛选 出了封 接应力 最 优材 料 ， 其他 结构 及 边 界条 件不 变 ， 到 的计 算结 果 如 图 ５所示 。 得
由图 ５可知 ， 片 的最 大 封 接应 力 得 到 了明 显 窗 的 改 善 ， 原 来 ４ ３ ４ 由 ５ ． ６ ＭＰ ａ降 至 现 在 的 １ ６ ８ ４ ．
关 键 词 ： 接 应 力 ； 线 性 ； 形 波 导 窗 ； 构 优 化 封 非 脊 结
中图分类号 ：Ｎ ０ Ｔ １５
文献标识码 ： Ａ
文 章 编 号 ：０ ２ ８ ３ （０ １０ —０ ９ —０ １０ － ９ ５ ２ １ ）４ ０ ６ ３
为 了适应 螺旋 线 毫米 波行 波管 超带 宽 和大 功率
・
工 艺 与 应 用
・
毫 米 波 脊 形 波 导 窗 封 接 应 力 仿 真 研 究
周 明 干 ，） 北 北 ０ ０ ５
Ｓｉ ｕ ａ ｉ ｎ ｏ ｅ ｌｎ ｔ ｅ ｓ ｆ ｒ Ｒｉ ｇ ａ ｅ Ｇｕ ｄ ｉｌｍ ｅ ｅ ａ ｅ Ｗ ｉ ｄｏ ｍ ｌ ｔｏ ｆＳ ａ ｉ ｇ Ｓ ｒ ｓ ｏ ｄ ｅ Ｗ ｖ － ｉ ｅ Ｍ ｌｉ ｔ ｒ Ｗ ｖ ｎ ｗ
物理 模 型 ， 用全 六 面体 网格 ， 采 并对 应力 集 中关 键部 位进 行 网格 加密 ， 网格 数 量接 近 ３ ０万 。图 ２为应力 最大 时 刻下 窗体 应力 分 布 图 。
远远 大 于窗 片的最 小失 效应 力 ４ ０ＭＰ 。 １ ａ 由于两 种 封 接 材料 的膨 胀 系数 不 同 ， 随着 温 度
ｃ ｌｕ ａ ｅ ｎ ｎ ｌｚ ｄ Ａｎ ｈ ｖ ｇ ｉｅ ｓｒ ｃｕ ｅｉ ｏ ｔ ｉｅ ｓｎ ａｃ ｌｔｄ ａ ｄ ａ ａｙ ｅ ． ｄｔ ｅｗａ ｅ ｕｄ ｔｕ ｔ ｒ ｓ ｐ ｉ ｚ ｄ ｕ ｉ ｇ ＡＢＡＱＵＳ ｓ ｆｗａ ｅ Ｔｈ ｘ ｅ ｉ ｍ ｏｔ ｒ． ｅｅ ｐ ｒ—
的需 求 ， 计 出一 种新 型脊 形波 导 窗 ， 类 型波 导窗 设 该
以名 义应 力为 材料 失 效 的 判定 依 据 ） 长 到 大 于材 增 料 的最小 失效 应力 时 即认为 材料 发生 失效 。本 文 利 用 目 前 较 为 先 进 的 非 线 性 仿 真 计 算 软 件
ＡＢ ＡＱＵＳ对 窗 片 的封 接 过程 进行 了仿真 分析 ， 免 避
Ｋ ｅ ｒ ｓ： ｒ ｓ ｆｓ ａ ｉ ｙ ｗｏ ｄ Ｓｔ ｅ ｓ ｏ ｅ ｌｎｇ，Ｎ ｏ ｉ ａ ｎｌｎｅ ｒ，Ｒｉ ｅ ｗａ — ｄｇ ｖｅｇｕｉ ｅ ｗ ｉ ｏ ，Ｃｏ ｔ ｕｃ ｉ ｎ ｏ ｉ ｉａ ｉ ｄ ｎｄ ｗ ｎｓ ｒ ｔｏ ｐｔｍ ｚ ｔｏｎ
摘 要 ： 对 某 新 型 毫 米 波 脊 形 波 导 窗 封 接 成 品 率低 的 问 题 ， 文 利 用 ＡＢ 针 本 ＡＱＵＳ软 件 对 其 封 接 过 程 中产 生 的非 线 性 封 接 应 力 进 行 了 仿 真 分 析 和研 究 ， 对 其 结 构 进 行 了优 化设 计 ， 效 的解 决 了其 封 接 成 品 率 过 低 的 问题 。 并 有
中应力 变化情况 ， 以焊 料 的融化 温度 ９０Ｃ为 计算 起 ５￣
始温 度 。
重 的窗 片炸裂 问题 ， 接 成 品率过 低 ， 封 为此 本文 针对 现有 波 导窗结 构 进行 了封 接应 力仿 真研 究 和优 化设
计。
封接 应力 是 由于两种 不 同膨胀 率 的材 料在 温度 变化 过程 中非线 性应 力集 中造 成 的 ， 当其应 力 （ 一般
表 １ 窗 片 与 可 伐 膨 胀 系数
ｌ 原 始 结 构 封 接 应 力 分 析
图 １为在 ＡＢ ＡＱＵＳ软 件 中建 立 的脊 形波 导 窗
通 过 分析可 知 封接残 余 应力 主要 集 中在 窗片 的
边 缘 处 ， 大 应 力 可 达 ６ ８ ２Ｍ Ｐ ， 时 的 应 力 已经 最 ９． ａ此
可 以满 足 Ｋ 至 Ｋａ频 段 范 围 内大 功 率 的输 出要 求 。
由于 物理 结构 的限 制 ， 脊 形 波 导 窗在 实 际应 用 中 该 还存 在一 定 的 问题 ， 要 表 现 为 在 封接 过程 出现 严 主
了常规计算 中薄壳理 论 的局 限性¨ ， 算结果 更具 参 ２计 ］ 考价值 。表 １ 计算 中用到 的材 料 膨胀 系 数 与温 度 为 的关 系 。该封接模 型忽略温 升过程 ， 只考虑 降温 过程