微波强电磁场产生技术研究

发布时间：2017-10-11 22:07

  本文关键词：微波强电磁场产生技术研究

  更多相关文章： 微波谐振腔 场强 材料非线性

【摘要】：从微波技术最早在军事中的应用到逐渐普及到民用,微波技术得到了长足的发展。作为一项非常成熟的技术,微波技术在与化学,医学,材料学等学科的碰撞中,继续焕发着无穷的生命力,本课题即来源于微波技术与材料学科的交叉领域。随着电子器件越来越多的工作在大功率环境下,介质的非线性现象逐渐引起科研人员的重视,本文旨在构建微波强电场强磁场环境,主要通过理论数值计算与硬件实验条件的搭建,研究在同样输入功率的情况下,获得更高的微波频段电场与磁场强度。笔者从电磁场数值计算部分,实验硬件实现两方面开展。在谐振腔物理结构的基础上,我们提出了压缩矩形谐振腔窄边高度、选取合适的耦合结构减小反射功率、降低耦合至负载功率、金属表面加工处理,选取特殊的高品质因数谐振腔工作模式等措施,结合理论与工程实验来提高谐振腔内部能够获取的微波电场与磁场强度最大值的大小。还提出了微扰法,测量线法两类微波测试方法来验证文中研制的谐振系统能够获得的电场与磁场强度数据并分析了测试方法的误差来源。通过对搭建微波强电场与磁场环境的理论与实验研究,文中提出的几种措施能够有效的在固态激励源的前提下提高谐振腔内部部分区域的电场与磁场强度最大值。并利用研制的谐振系统成功检测出介质材料中的介电常数非线性现象。在本文所提供的实验硬件基础上,能够对介质材料的非线性现象开展进一步的研究。
【关键词】：微波谐振腔 场强 材料非线性
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN015;O441
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 绪论11-18
• 1.1 研究背景及意义11-12
• 1.2 国内外的研究进展12-16
• 1.3 本文的主要工作16
• 1.4 本文的结构安排16-18
• 第二章 谐振腔理论18-47
• 2.1 谐振电路基本理论及参数18-22
• 2.1.1 RLC串联谐振电路18-19
• 2.1.2 RLC并联谐振电路19-21
• 2.1.3 谐振频率21
• 2.1.4 品质因数21-22
• 2.2 微波波导谐振腔理论及电磁场分布22-27
• 2.2.1 波导谐振腔系统的组成22-23
• 2.2.2 谐振腔的耦合结构23-24
• 2.2.3 TE_(mnl)模式矩形谐振腔电磁场分布24-25
• 2.2.4 TE_(nml)模式圆柱谐振腔腔25-27
• 2.3 传输线电磁场分布27-29
• 2.3.1 同轴线27-28
• 2.3.2 矩形波导28
• 2.3.3 圆波导28-29
• 2.4 谐振腔与传输线电场强度的比较29-38
• 2.4.1 矩形谐振腔电场数值计算30-32
• 2.4.2 矩形波导电场数值计算32-35
• 2.4.3 同轴传输线电场数值计算35-37
• 2.4.4 谐振腔与传输线电场强度比较37-38
• 2.5 传输线与谐振腔磁场的比较38-42
• 2.5.1 圆柱谐振腔磁场强度数值计算38-41
• 2.5.2 圆波导磁场强度数值计算41-42
• 2.5.3 谐振腔与传输线磁场强度的比较42
• 2.6 谐振腔微扰理论42-47
• 2.6.1 微扰基本原理43-44
• 2.6.2 介质材料微扰原理44-47
• 第三章 微波强电场谐振腔研制47-59
• 3.1 谐振腔参数47-49
• 3.1.1 耦合系数47
• 3.1.2 有载品质因数47-49
• 3.2 微波强电场矩形谐振腔49-52
• 3.2.1 矩形谐振腔工作模式及物理尺寸49-50
• 3.2.2 矩形谐振腔仿真与测试50-52
• 3.3 矩形谐振腔电场数值计算52-54
• 3.4 微波强电场压缩矩形谐振腔54-57
• 3.4.1 压缩矩形谐振腔工作模式及物理尺寸54-55
• 3.4.2 压缩矩形腔仿真与测试55-57
• 3.5 压缩矩形腔电场强度数值计算57-59
• 第四章 微波强磁场谐振腔的研制59-67
• 4.1 TE_(01p)模式59-60
• 4.2 TE_(01p)模式耦合结构60-62
• 4.2.1 缝隙耦合60
• 4.2.2 波导同轴转换连接器60-62
• 4.3 圆柱谐振腔的设计62-65
• 4.3.1 圆柱谐振腔物理尺寸62-63
• 4.3.2 圆柱谐振腔仿真与测试63-65
• 4.4 圆柱谐振腔磁场数值计算65-67
• 第五章 微波强电场与强磁场验证方法67-81
• 5.1 微扰法场强验证方法67-72
• 5.1.1 微扰法场强测试原理67-68
• 5.1.2 微扰法测试68-71
• 5.1.3 微扰法误差源分析71-72
• 5.2 测量线法场强验证方法72-79
• 5.2.1 测量线法原理72-74
• 5.2.2 测量线法测试结果及分析74-78
• 5.2.3 测量线法误差源分析78-79
• 5.3 测试系统应用79-81
• 第六章 结论及未来工作展望81-82
• 致谢82-83
• 参考文献83-86

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