平行偏心同轴波导的数值模拟研究

文章采用高频仿真器（HFSS）数值模拟了平行偏心同轴波导,得到了偏心度为5%时,同轴波导TE11、TE21和TE31三种模式r和φ方向上的波导内的电场二维分布图,以及平行偏心波导本征值与平行偏心度之间的关系曲线。     

一种用于低噪声放大器的波导同轴转换结构及绝缘子焊接工艺

低噪声放大器作为射频接收机的核心部件,其性能好坏直接决定了整个接收机性能和系统的信号质量,而低噪声放大器(简称低噪放)波导同轴转换的工艺性质量对其性能有直接影响。文章对一种X频段低噪放波导同轴转换结构的设计工艺性进行了研究,提出了一种整机结构设计以及绝缘子的焊接工艺方法,经试验验证使用该方法能满足设计电性能要求,同时降低了研制成本,增加了批产可靠性。     

同轴-矩形波导转换器的仿真和实现

介绍了同轴-矩形波导转换器的原理和设计方法,运用以有限元为原理的专业软件Ansoft HFSS对同轴-矩形波导转换器进行仿真,并与实际测量结果进行比较,仿真结果与测试结果吻合。     

一种X/Ka双频共用同轴馈源设计

针对深空探测通信的需求,提出了一种X/Ka双频共用同轴馈源设计。馈源由X频段圆极化器、X频段十字波导结、Ka频段圆极化喇叭等部件组成。馈源在X频段以同轴波导形式工作,在Ka频段以圆波导形式工作。从X频段波导端口馈入TE10模激励时,在空间形成左旋圆极化波束,从Ka频段波导端口馈入TE10模激励时,在空间形成右旋圆极化波束,从而实现双频双圆极化工作模式。对实际设计的馈源进行了仿真分析,结果表明:该馈源具有较好的阻抗特性和方向图特性,能够满足新一代深空探测双频通信的需求。     

超宽带矩形微同轴平面对数周期天线

在宽带电子系统轻量化的需求下，基于MEMS矩形微同轴技术设计了10 GHz~50 GHz的超宽带平面对数周期天线。天线采用三节矩形微同轴阻抗变换实现160 Ω到50 Ω的宽频带阻抗匹配，并通过矩形微同轴转共面波导进行馈电。为展现微同轴的馈电优势，验证设计的微同轴平面对数周期天线性能，制备了50 Ω矩形微同轴传输线和天线实物并进行了测试。实测结果表明，在10 GHz~50 GHz频段内，矩形微同轴传输线传输损耗＜0.22 dB/cm，两根间隔0.15 mm的矩形微同轴传输线间隔离度＞60 dB。天线实测反射系数＜-8 dB，增益＞4 dBi，增益波动＜1.6 dB。     

一种S频段同轴双工器设计

针对传统双工器设计采用全尺寸建模计算方法的复杂性,提出了一种新的双工器设计方法,应用等效电路与腔体模型协同设计,可以快速、准确地求得双工器结构参数。文章设计了一种1/4波长谐振腔结构的S频段同轴双工器。首先通过等效电路仿真计算求得腔体间耦合系数及品质因数,然后通过腔体建模仿真,反演出双工器的结构参数,并加工实物。实测结果表明:该双工器具有低插损、高隔离的特点,通带插损小于0.75dB,驻波小于1.32,通道隔离度大于95dB。此方法可为其他频段同轴双工器设计提供参考。     

液氧/液氢缩尺同轴离心式喷嘴试验

为了获得高性能的实用的大尺寸同轴离心式喷嘴的设计参数,分别用九个同轴剪切式喷嘴和九个同轴离心式喷嘴的多喷嘴燃烧室进行了试验,额定推力为10kN,室压为3.5MPa,混合比为4.5～7.5,氢的喷前温度为40～50K。通过试验,获得了每种喷注器的燃烧效率、室压分布、室壁热负荷和稳定性数据,并同以前的单喷嘴试验结果进行了比较。测量数据比较一致,并明显地显示出同轴离心式喷嘴和同轴剪切式喷嘴在燃烧特性方面的不同。     

同轴腔滤波器与微放电

介绍同轴腔滤波器及其环耦合同轴腔，对同轴腔内的微放电现象作了深入分析，并取得了分析结论，对设计及工艺也提出了一些建议。     

同轴探针对称激励矩形波导模式谱图研究

通过理论分析证明，同轴探针对称激励矩形波导时，其模式谱图中不存在引起合成场结构不对称的高次模TE20及TE01模。应用分式线性变换检测法进行了对比测试，验证了理论分析结果的正确性。对聚四氟乙烯样品，在7—16GHz频带内测量其复介电常数均有较高的测量精度。实验表明，在一定条件下，标准三公分波导工作频率可高达16GHz，如果取波导宽窄边比r=3，工作频率可达19GHz。所得结果对于微波材料宽带测量具有实用价值。     

凹进和非凹进旋流同轴式喷嘴的比较研究

试验评定了液氧/氢旋流同轴式喷嘴的燃烧性能。水/氮气的冷流试验发现液氧出口凹进的旋流同轴式喷嘴的流动具有自身脉动的特征。在2.6和3.5MPa 室压、850和500N 推力、4.0～8.0混合比的条件下进行单喷嘴燃烧室的燃烧试验。试验中测量、分析了每种喷嘴燃烧室壁的燃烧性能、室压分布及热载荷。结果表明:对于直流同轴式喷嘴,燃烧性能主要受蒸发效率所控制;对于旋流同轴式喷嘴,燃烧性能主要受混合效率所控制。已发现凹进旋流同轴式喷嘴的燃烧室壁的热负荷明显地增加了,并且在某些状态下还出现了不稳定燃烧。     

方同轴线的特性分析

利用保角变换，分析并计算了方同轴线的特性阻抗和传输损耗。研究的结果表明，方同轴线的特性阻抗和传输损耗与内外导体尺寸以及间距的关系较大，内导体相对较大且间距越小，特性阻抗就越小。该结果为合理选择方同轴线的尺寸结构提供了参考。     

三坐标测量机检测同轴度误差分析

利用三坐标测量机检测同轴度时，往往由于测量方法不当，会出现较大的测量误差。本文提出几种三坐标测量机检测同轴度方法，来减小或避免同轴度测量误差。     

方形同轴线色散特性的研究

文章研究了一种横截面为方形结构的同轴线，采用有限差分原理^[1]分析方同轴线中TM波的两个最低模式的色散特性及横截面电磁场分布的问题，理论分析了该模式下的色散方程；利用Matlab编程得到方同轴线中TM波的两个最低模式的色散曲线，然后利用CST模拟了该结构的场分布^[2]和色散曲线；将CST仿真结果与理论数值模拟结果进行比较，二者的结果基本一致。     

气-气喷嘴结构分析

对以气氢/气氧为推进剂的同轴剪切、离心和同轴双剪切结构的喷嘴进行设计,分析了这三种结构型式的喷嘴结构尺寸;通过对同轴剪切式和同轴双剪切喷嘴燃烧室流场进行数值模拟,研究喷嘴流量和结构对推进剂燃烧过程的影响。研究结果认为：同轴剪切式喷嘴结构简单;离心式喷嘴的流量系数小且带有旋流室,导致喷嘴的结构尺寸大;同轴双剪切喷嘴使推进剂在燃烧室内形成两个燃烧面,能在大流量下使推进剂达到高的燃烧效率。     

气氢/液氧同轴喷注单元细节对燃烧特性的影响

为了研究气氢/液氧同轴直流式喷嘴的结构参数细节对燃烧特性的影响,对单喷嘴燃烧室的燃烧流场进行了数值模拟.重点研究了氧喷嘴缩进深度、氧喷嘴出口壁厚和氢氧喷注速度比3个参数对燃烧效率和稳定性的影响规律.研究表明：上述喷嘴结构参数细节是影响气氢/液氧同轴直流式喷嘴燃烧特性的重要因素,其中适当提高氧喷嘴缩进深度或氢氧喷注速度比对燃烧效率有显著改善,而适当提高氧喷嘴出口壁厚对燃烧稳定性有显著改善.     

液氧煤油补燃发动机喷注器高频燃烧不稳定性的试验研究

针对液氧煤油高压补燃循环发动机高频燃烧不稳定性这一突出问题,建立了喷注单元的低压高频燃烧不稳定性模拟试验系统,使用气气推进剂。利用相似准则设计了缩比燃烧室,研究了全尺寸气液同轴式喷注器的结构尺寸和工作参数对燃烧稳定性的影响。结果表明,激发高频燃烧不稳定性时火焰变短,燃烧室压力出现大幅振荡并伴随啸叫;喷注器缩进室长度对燃烧稳定性裕量有很大影响并存在相对最佳值。试验结果可以指导发动机燃烧室的燃烧稳定性设计和评估,在发动机研制初期筛选燃烧稳定性相对最好的喷注器结构。     

脊波导接头的模匹配分析

文章给出了严密的脊波导本征函数的表达式,并运用驻波法推导了完整的脊波导的特征方程;采用模匹配法分析了矩形-脊波导不连续性的广义S矩阵,数值仿真与HFSS仿真结果一致。     

一种共轴双旋翼式火星飞行器设计及其试验验证

针对火星飞行器探测需求,提出了一种共轴双旋翼式火星飞行器,基于计算流体力学方法优选了桨叶翼型、平面形状和扭转角等结构参数,基于叶素动量理论建立了旋翼气动力学模型,利用数值模拟方法选择了旋翼转速、旋翼间距和桨叶安装角等飞行参数,设计了原理样机"火星飞鸟-I"的结构与控制系统。构建了火星大气环境模拟器和重力补偿与运动约束装置,开展了模拟火星环境下旋翼式飞行器地面飞行试验,验证了共轴双旋翼式火星飞行器的推进性能,展望了旋翼式火星飞行器技术的发展方向。研究成果对我国开展的火星探测工程具有重要借鉴价值。     

The Motion of Coaxial Bodies of Varying Composition on the Active Leg of Descent

The motion of a spacecraft (SC) with double rotation and variable mass on the active leg of its descent is considered. The SC consists of two coaxial bodies. The coaxial scheme is used for gyroscopic stabilization of the SC longitudinal axis by the method of partial spin-up. The equations of spatial motion of coaxial bodies of varying composition are derived and approximate solutions for the angles of spatial orientation are found. The condition of decreasing amplitude of nutation oscillations is obtained, which allows the estimation of efficiency of the stabilization by partial spin-up. The errors in the magnitude and direction of the vector of braking thrust are also determined.__________Translated from Kosmicheskie Issledovaniya, Vol. 43, No. 3, 2005, pp. 224–232.Original Russian Text Copyright © 2005 by Aslanov, Doroshin, Kruglov.