检索结果-内蒙古大学图书馆

电子学报 2001年第6期29卷 832-834页

作者：孙保华张福顺刘其中西安电子科技大学天线研究所陕西西安710071

本文给出了一种严格分析有限尺寸圆盘地面单极天线的新方法———模式匹配法 .该方法通过在天线上、下两边平行放置两个无限大良导电平面 ,以及合理划分区域 ,使得每个分区中的场分量能够采用柱谐展开式解析表示 ,且展开系数由导体表面... 详细信息

本文给出了一种严格分析有限尺寸圆盘地面单极天线的新方法———模式匹配法 .该方法通过在天线上、下两边平行放置两个无限大良导电平面 ,以及合理划分区域 ,使得每个分区中的场分量能够采用柱谐展开式解析表示 ,且展开系数由导体表面边界条件及分区交界处场分量连续条件加以确定 .在此基础上 ,进一步分析天线的输入阻抗等电性能 .计算结果表明 :对不同尺寸圆盘地面单极子天线 ,理论分析与文献中的实验结果均十分吻合 .同时 ,由于场量的解析表示。

关键词：模式匹配法有限圆盘单极天线

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基于静态信息结构损伤定位的模式匹配法

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计算力学学报 2006年第6期23卷 789-793页

作者：赵启林翟可为张志胡业平解放军理工大学工程兵工程学院

为对结构损伤进行准确的定位,本文从有限元基本方程出发,将结构损伤程度变量从测点位移列阵中分离出来,从而定义了标志损伤位置的损伤向量,通过求解实测位移列阵与损伤向量的相关系数,可以准确地进行损伤定位。文末算例说明即使在考虑... 详细信息

为对结构损伤进行准确的定位,本文从有限元基本方程出发,将结构损伤程度变量从测点位移列阵中分离出来,从而定义了标志损伤位置的损伤向量,通过求解实测位移列阵与损伤向量的相关系数,可以准确地进行损伤定位。文末算例说明即使在考虑测量误差的情况下本文方法也有很高的准确性。

关键词：结构损伤识别静态信息模式匹配法

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模式匹配法及其应用新探

模式匹配法及其应用新探

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作者：刘发林中国科学技术大学

学位级别：博士

提出了多种新结构的金属波导宽带滤波器,进行了理论设计、加工研制、实验和计算机仿真.通过偏置插片、展宽波导的宽边和介质部分填充等方式,在工程可实现的最小尺寸下,可以获得较大的等效K阻抗变换器的特性阻抗值,可以实现较宽的频带.... 详细信息

提出了多种新结构的金属波导宽带滤波器,进行了理论设计、加工研制、实验和计算机仿真.通过偏置插片、展宽波导的宽边和介质部分填充等方式,在工程可实现的最小尺寸下,可以获得较大的等效K阻抗变换器的特性阻抗值,可以实现较宽的频带.与常规的滤波器结构相比,尤其是在波导频段的低端,可以有效提高带通滤波器的带宽.还就更多组合式新结构也提出了初步设想.将模式匹配法首次应用到分析波导谐振腔问题.采用广义散射参数技术(GSM)模式匹配法求出耦合膜片的等效电路参数,进而利用电路理论分析谐振频率与品质因数Q.提出了基于GSM技术的快速提取波导不连续性等效电路参数的统一方法,效率至少可以达到已经改进的方法的4倍.在等效电路方面作了新的尝试.对于特性阻抗的一种新的定义,做出了合理的推广,使其适用范围更广,就馈入波导与谐振波导尺寸相等或不等的谐振结构均进行了分析,证明模式匹配法是分析该类结构的有效方法.分析方法简单明了,具有十分清晰的物理意义.针对模式匹配法的收敛问题和基函数的选取理论进行了深入研究与讨论.结合不连续处的金属楔近旁的电磁场边缘条件,构造了满足边缘条件的变形三角基函数,用以展开不连续处的电磁场,可得到极好的数值收敛.并以实例证明在一定的选择范围内,可以选择多种新的基函数,均可获得较好的收敛特性.从而从理论上说明基函数的选取并非唯一.还首次采用新型基函数并利用里兹变分法和模式匹配法提出了构造处理一段不连续性问题的线性方程组的一般理论,方程阶数可比常规的级联处理方法降低一倍,可提高计算效率.

关键词：模式匹配法波导谐振腔散射参数技术等效电路参数耦合膜片

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模式匹配法及其在微波谐振腔中的应用

模式匹配法及其在微波谐振腔中的应用

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作者：巩进杰电子科技大学

学位级别：硕士

微波电真空器件是军事、科技、医疗、通信及太空探索领域中的核心器件,以其高功率、高增益、高频率等特点而得到广泛应用。微波窗、阻抗变换器、微波谐振腔作为微波电真空器件的关键部件,其性能直接影响到器件的带宽、功率容量、互作用... 详细信息

微波电真空器件是军事、科技、医疗、通信及太空探索领域中的核心器件,以其高功率、高增益、高频率等特点而得到广泛应用。微波窗、阻抗变换器、微波谐振腔作为微波电真空器件的关键部件,其性能直接影响到器件的带宽、功率容量、互作用效率、可靠性等性能指标。这些部件的准确模拟和快速设计对缩短制管周期、提高整管性能、延长使用寿命至关重要。围绕微波窗、阻抗变换器和微波谐振腔等电真空器件关键部件的快速优化设计,论文深入研究了模式匹配法(Mode Matching Technique),进一步发挥模式匹配法的优势,结合非支配排序遗传算法(NSGA-II),建立了基于NSGA-II的微波窗S参数快速优化模型并编写了微波窗快速优化软件包MWDK;利用MWDK,快速优化了一个1-35GHz宽频带同轴窗与W波段折叠波导行波管矩形波导窗;同时,将模式匹配法应用于微波谐振腔的谐振频率与本征场分布的计算与分析,实现了微波谐振腔高频特性的快速计算。最后,针对速调管、扩展互作用速调管等外腔式电真空器件采用的复杂高频结构,将模式匹配法进行扩展,建立了外腔式谐振腔冷腔场计算的理论模型,为后续建立速调管、扩展互作用速调管等外腔式电真空器件的非线性注波互作用理论奠定了基础。本论文的主要工作和创新点如下:1深入研究了模式匹配法。推导了模式匹配法场匹配公式,分析了常见波导突变之间的耦合矩阵解析表达式,将其用于微波窗的S参数计算及微波谐振腔本征问题分析。开发了基于模式匹配法的谐振腔求解代码,求解了谐振频率及对应谐振模式的电磁场分布,并将计算性能和仿真结果与HFSS、CST进行对比。在精度相同的情况下,模式匹配法具有更快的求解速度。2深入研究了非支配排序遗传算法(NSGA-II),并结合模式匹配法,建立了基于NSGA-II的微波窗S参数优化模型。模型中设计了保证低反射、宽频带的目标函数。通过分析整个优化算法时间复杂度瓶颈,进一步在NSGA-II中增加了学习算子,改进后算法的收敛速度平均提升25%。3建立了外腔式器件冷腔场计算的模式展开理论模型。通过模式展开,得到了速调管谐振腔与电子注通道内电磁场满足的广义电报方程。结合场匹配思想,处理间隙处与耦合孔处不同形式场的耦合,建立了完整的外腔式谐振腔冷腔场计算的模式展开理论。模拟速调管输入腔冷腔场并与HFSS、CST进行对比,验证了算法的精确性及高效性。

关键词：模式匹配法微波谐振腔微波窗速调管 NSGA-II

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模式匹配法在波导缝隙天线馈电网络设计中的应用

模式匹配法在波导缝隙天线馈电网络设计中的应用

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作者：朱琳琳电子科技大学

学位级别：硕士

波导缝隙阵天线由于它具有体积小、重量轻、口径利用率高、副瓣低、稳定性高等特点,在窄波束、赋形波束、询问天线、机载火控雷达、导引头等系统中获得了广泛应用。由于波导缝隙的相关结构参数计算比较复杂并且很难保证精确度,从而增加... 详细信息

波导缝隙阵天线由于它具有体积小、重量轻、口径利用率高、副瓣低、稳定性高等特点,在窄波束、赋形波束、询问天线、机载火控雷达、导引头等系统中获得了广泛应用。由于波导缝隙的相关结构参数计算比较复杂并且很难保证精确度,从而增加了波导缝隙天线阵列设计的难度和成本。波导缝隙阵天线由辐射阵面和馈电网络两部分组成,本文主要分析了基于泰勒分布单脉冲体制下的波导缝隙线阵的馈电网络设计中的问题。主要的工作内容如下: 1.运用了模式匹配法分析了天线馈电网络中基本单元的广义散射矩阵,其中包括H面双边不连续性单元、H面波导分叉单元、H面带膜片T型接头,由于膜片放置的不对称性,必须用全波模式匹配法,在H面双边不连续性单元、H面波导分叉单元分析的基础上,利用电磁场边界条件,推导出H面带膜片T型接头的广义散射矩阵。然后把计算结果与基于有限元法的电磁仿真软件HFSS进行了对比,证明推导结果的正确性和模式匹配法的高效性。 2.运用散射矩阵生长法推导出二端口和三端口网络的级联,二端口和四端口网络的级联,给出了级联后的广义散射矩阵。更多端口的网络级联也可以参照散射矩阵生长法分析推导而出。 3.运用遗传算法对T型功分器单元进行优化设计。 4.运用电磁仿真软件和模式匹配法分析程序设计了基于泰勒分布的Ka波段单脉冲一分二十八的波导和差馈电网络,由于网络的对称性,实际仿真时只需对一半的阵面进行仿真。考虑到天线尺寸的限制,采用半高波导以减少尺寸。联系实际的加工工艺和尺寸的严格要求,探讨了设计中该注意的问题,如倒角问题对馈电网络的影响。 5.加工实物进行测试,与仿真结果进行对比结果基本吻合,证明馈电网络设计方法有效。

关键词：缝隙单脉冲天线馈电网络模式匹配法网络级联

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模式匹配法的应用及波导滤波器设计研究

模式匹配法的应用及波导滤波器设计研究

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作者：陈佳西安电子科技大学

学位级别：硕士

在传统网络综合技术的基础上，改进了阻抗变换器模型，综合考虑了频率变化因子，同时利用模式匹配法对波导滤波器的膜片模型进行了精确分析，直接综合出波导滤波器的尺寸。该方法克服了传统方法设计宽带波导滤波器时误差较大的缺点，实... 详细信息

在传统网络综合技术的基础上，改进了阻抗变换器模型，综合考虑了频率变化因子，同时利用模式匹配法对波导滤波器的膜片模型进行了精确分析，直接综合出波导滤波器的尺寸。该方法克服了传统方法设计宽带波导滤波器时误差较大的缺点，实现了宽带波导滤波器快速准确的设计。\n 提出一种新型双脊加载E面插片波导滤波器，在传统E面插片波导的半波长谐振腔中周期性加载双脊波导形成紧凑型波导谐振腔。利用模式匹配法对该结构进行分析，得到基本单元的广义散射矩阵公式，并给出了双脊间距与滤波器谐振频率的关系曲线。最后设计了几个双脊加载的E面插片波导滤波器，数值计算结果表明该结构能使标准E面滤波器的带外衰减改善10-20dB，尺寸缩短近40％。

关键词：宽带滤波器双脊加载 E面波导滤波器模式匹配法膜片模型

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模式匹配法及其在微波窗中的应用研究

模式匹配法及其在微波窗中的应用研究

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作者：郝毅亮电子科技大学

学位级别：硕士

模式匹配法(MMM)是建立在广义传输线理论之上、基于场理论的全波分析方法。目前,模式匹配法已经发展到了严格的场解析阶段,具有计算速度快、求解精度高和消耗计算机内存小的优点,成功应用于滤波器、耦合器、阻抗转换器、模式转换器、天... 详细信息

模式匹配法(MMM)是建立在广义传输线理论之上、基于场理论的全波分析方法。目前,模式匹配法已经发展到了严格的场解析阶段,具有计算速度快、求解精度高和消耗计算机内存小的优点,成功应用于滤波器、耦合器、阻抗转换器、模式转换器、天线、多工器、功率分配器、反馈网络、移相器、偏光器、补偿弯波导、本征值问题以及手征介质的特性分析中。微波窗作为输入输出系统的重要组成部分,也是高功率微波系统的一个重要无源器件,它除了真空密封作用外,还具有馈送能量、透射微波、降低反射等作用,其质量好坏直接影响微波器件的电参数及其寿命。本文对模式匹配法及其在微波窗的应用进行了深入研究。对模式匹配法进行了详细的理论分析和解析推导,重点对S参数计算、相对收敛性、复功率守恒与电磁场匹配进行了理论分析与数值验证。应用模式匹配法对微波管中常见的四类窗结构(膜片加载矩形波导窗、多层介质圆波导窗、同轴窗和高功率盒型窗)进行了仿真设计,在高精度的前提下大大缩短了窗的设计周期。本论文的主要工作内容和创新点如下:1、系统深入地研究了模式匹配法,利用电磁场边界条件,建立了5种突变结(矩形-矩形、圆-圆、同轴-同轴、大矩-小圆、大圆-小矩)的广义散射矩阵。利用格林公式、离散傅里叶变换、坐标系转换以及归一化正交性等原理,推导出了这5类突变结上的模式之间的耦合矩阵解析解。2、利用矩阵级联理论以及传输线理论,推导出规则无源器件模型的广义散射矩阵的解析计算公式。基于MATLAB语言编写了模式匹配法程序包MMMS,并对模式匹配法的相对收敛性进行了研究。3、在模式匹配法的框架下,推导了各个模式在无源器件内传输的功率幅度系数,得到了无源器件在频带内任意截面的复功率,以及整个三维空间任意频点的电磁场分布。验证了电磁波传播过程中的复功率守恒与电磁场匹配。4、应用模式匹配法对4类常见微波窗进行了仿真设计,计算结果与三维电磁场数值模拟软件HFSS、CST、MTSS得到的模拟结果非常吻合,验证了模式匹配法相关理论推导与程序代码的正确性与可靠性。

关键词：模式匹配法矩阵级联微波窗相对收敛性复功率守恒

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模式匹配法分析圆波导有限相控阵天线

模式匹配法分析圆波导有限相控阵天线

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作者：罗成斌中国航天第二研究院

学位级别：硕士

本论文采用模式匹配法对圆波导有限相控阵天线进行了详细分析。文中首先介绍了研究圆波导有限阵列的意义,相控阵天线的基本原理及构成；然后,采用模匹配法,结合广义散射矩阵(GSM)对圆波导有限阵进行了严格的数学建模,详细分析了单元间... 详细信息

本论文采用模式匹配法对圆波导有限相控阵天线进行了详细分析。文中首先介绍了研究圆波导有限阵列的意义,相控阵天线的基本原理及构成；然后,采用模匹配法,结合广义散射矩阵(GSM)对圆波导有限阵进行了严格的数学建模,详细分析了单元间的互耦作用及波导台阶对阵列匹配特性的影响；并且,利用周期排列的有限阵中导纳矩阵所具有的block-toeplitz属性,化简了阵列天线的数值分析过程:最后,研究了波束扫描时,阵中单元的匹配特性随扫描角度的变化情况,并从有限阵的角度,对无限阵中的“盲点”现象进行了分析。\n 本论文的主要成果和结论如下:\n 1.系统阐述了采用模式匹配法分析圆波导单元有限相控阵天线的过程。并用Fortran90语言实现了相关算法,程序计算结果与文献中公开发表的实验数据和商用电磁仿真软件HFSS的仿真结果进行了比较,吻合性良好,验证了算法的有效性。\n 2.详细研究了圆波导单元间的互耦效应。其中包括:互耦随圆波导单元间距的变化情况；以及互耦受圆波导主极化方向的影响。这为工程中分析圆波导阵列天线的互耦作用提供了一定经验。\n 3.对圆波导加载台阶变换段的匹配方法进行了研究。其中分析了:波导台阶对孤立圆波导单元匹配特性的改善情况；以及组阵后,单元的匹配特性受互耦的影响情况。这对工程中设计圆波导单元阵列天线的匹配结构具有实际应用价值。\n 4.在公式推导中,发现周期排列的圆波导单元有限阵列中,导纳矩阵具有block-toeplitz特性。程序编制中,利用这一特性,大大缩短了矩阵的生成时间,提高了程序的计算效率,实现了对单元数目较多(几百个)的圆波导有限阵列天线的快速分析。\n 5.研究了波束扫描时,有限阵中单元的有源反射系数随扫描角度的变化情况。计算结果表明,波束扫描时,边缘单元与中心单元具有完全不同的特性；当阵列电尺寸在10λ以上时,有限阵的结果可反映出无限阵的“盲点”现象。这为圆波导相控阵天线的设计,提供了一定依据。

关键词：相控阵有限阵圆波导模式匹配法广义散射矩阵互耦有源反射系数盲点

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模式匹配法研究及在统一坐标系下的应用

模式匹配法研究及在统一坐标系下的应用

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作者：罗亮平西安电子科技大学

学位级别：硕士

一般的模式匹配法分析中,各个不连续性的模式场展开,在不同的波导形式下,有不同的展开函数,在矩形波导,圆波导,椭圆波导中分别是三角函数,贝塞尔函数,以及马丢函数。而且这几种不同的函数,需要在相应的坐标系下单独分析,对设计和分析造... 详细信息

一般的模式匹配法分析中,各个不连续性的模式场展开,在不同的波导形式下,有不同的展开函数,在矩形波导,圆波导,椭圆波导中分别是三角函数,贝塞尔函数,以及马丢函数。而且这几种不同的函数,需要在相应的坐标系下单独分析,对设计和分析造成了不便,特别在不同形式的波导之间的不连续性,这个问题更加突出。另外在求解模式耦合矩阵时,贝塞尔函数以及马丢函数的收敛性也是一个比较突出的问题。本文的主要目的是研究一种改进的模式匹配法,利用直角坐标系下的多项式展开逼近方法,对圆波导,椭圆波导的场分布进行了统一分析,通过新的方法计算了圆波导,椭圆波导场分布和截止波数。避免了传统方法中分析圆波导,椭圆波导中不连续性需要引入的贝塞尔函数,马丢函数的计算,简化了分析过程,加快了计算速度。论文还利用Matlab语言编写了基于模式匹配法所研究的基本单元的电磁仿真程序,这些程序模块可以通过级联程序将所需要的基本单元组合成复杂的微波无源器件,并利用程序分析了一种修正的波导带通滤波器形式,比之采用其他数值方法的商业软件,在相同精度的前提下,分析速度大大加快。本文还简要介绍了椭圆波导中的场分布问题,并介绍了马丢函数的相关性质。最后利用统一的直角坐标系多项式近似方法,分析了几种不同坐标系下的波导元件的截止波数,以及场分布。将复杂的马丢函数求解,转化为直角坐标系下的多项式展开,简化了分析过程。

关键词：模式匹配法椭圆波导统一坐标多项式逼近波导滤波器

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用模式匹配法计算电阻率测井响应研究进展

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地球物理学进展 2006年第1期21卷 208-213页

作者：谭茂金张庚骥中国石油大学

数值模式匹配法是地球物理电磁场计算中的一种半数值、半解析的高效算法,相对于别的数值算法具有明显的优越性,近年来在电法测井数值模拟中得到了成功应用.本文详细地介绍了数值模式匹配法的原理和模式匹配法在电法测井的发展历程和最... 详细信息

数值模式匹配法是地球物理电磁场计算中的一种半数值、半解析的高效算法,相对于别的数值算法具有明显的优越性,近年来在电法测井数值模拟中得到了成功应用.本文详细地介绍了数值模式匹配法的原理和模式匹配法在电法测井的发展历程和最新应用情况,系统总结了用模式匹配法计算电阻率测井响应的思路和基本步骤,并展望了其在电法测井三维数值模拟中的应用前景.

关键词：模式匹配法电阻率测井数值模拟研究进展

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