准光栅格阵列的理论分析及应用研究

论文摘要

准光技术的目的是为了发展毫米波波段的高功率源,准光栅格阵列实现了自由空间多个晶体管和二极管等有源器件的输出功率合成。 本文回顾了准光栅格阵列最近的发展情况以及多年来的算法研究概况。从准光栅格阵列的结构和基本电路理论入手,综合分析了振荡器栅格的等效电路模型,完成了嵌入电路的负阻栅格模拟。 从两个方面对准光栅格阵列展开全波分析:讨论了加载有源器件的无限大周期栅格结构的单元近似法分析过程,在辐射电场结合金属表面电流密度的基础下推导出矩量法的一系列表达式,给出了有源栅格结构的驱动点阻抗求解办法,计算出不同栅格结构的传输系数;采用空间域和谱域相结合方式的矩量法对有限大栅格阵列展开分析,给出了准光并矢格林函数的推导过程,分析比较了互耦合作用对栅格阵列单元驱动点反射系数的影响。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景和意义
• 1.2 准光栅格阵列的发展现状
• 1.2.1 振荡器阵列
• 1.2.2 放大器阵列
• 1.2.3 混频器阵列
• 1.3 栅格阵列的数值算法概述
• 1.4 论文结构安排
• 第2章 周期栅格阵列的数值分析算法
• 2.1 矩量法基本原理
• 2.2 导体贴片周期阵列的模匹配分析
• 2.3 导体贴片周期阵列的谱域分析
• 2.3.1 谱域散射公式
• 2.3.2 算子方程的建立和求解
• 2.3.3 基函数的选择
• 2.3.4 Galerkin方程的建立与求解
• 2.4 本章小结
• 第3章 无限大准光大栅格阵列的全波分析
• 3.1 无限周期栅格阵列的全波分析
• 3.1.1 格林函数的推导
• 3.1.2 矩量法求解电流
• 3.1.3 驱动点阻抗计算分析
• 3.2 无限大栅格结构传输系数的数值计算
• 3.3 本章小结
• 第4章 准光振荡器栅格的等效电路模拟和分析
• 4.1 有源栅格振荡器结构
• 4.2 等效电路模拟和分析
• 4.2.1 圆函数分析
• 4.2.2 负阻等效电路模拟
• 4.3 振荡器栅格的优化
• 4.4 本章小结
• 第5章 有限大准光栅格阵列的全波分析
• 5.1 准光并矢格林函数
• 5.1.1 准光腔格林函数
• 5.1.2 腔体损耗
• 5.1.3 半空间格林函数
• 5.2 矩量法分析过程
• 5.2.1 一般描述
• 5.2.2 矩量矩阵元素
• 5.3 驱动点反射系数的计算
• 5.4 本章小结
• 结束语
• 参考文献
• 致谢
• 参与的项目及发表的论文