摘要：提出了一种Ka波段的周期金属圆柱结构微带曲折线行波管,在原有微带曲折线结构的基础上,将周期金属圆柱结构加载在微带线的平行线中间,可以有效地增加金属面积,降低电荷积累效应,提升曲折线行波管的输出功率及增益平坦度.对该结构进行了冷特性仿真及波注互作用仿真,仿真结果表明,使用MML-PMR结构可以减少42. 65%的介质表面.基于该结构设计了工作在Ka波段的行波管.使用MML-PMR结构改善了介质电荷积累现象,电荷积累导致的升压降低为原有结构的12. 5%.该结构在30 GHz能够实现最大66. 2 W的输出功率,最大增益为26. 74 dB,在22～42 GHz的工作频率范围内该结构的增益范围为24. 83～26. 74 d B,增益波动低于2 dB,较为平坦.射频效率可以提升到12. 79%.

摘要：提出了一种改进的三维全矢量有限差分虚位移束传播法,用以分析光波导承载的全矢量本征模．在纵向(z向)离散上,第一个子步采用半矢量公式,而第二个子步采用全矢量公式,但交叉项双倍计算．每个横向电场分量在两个子步中的次序交换,交叉项用隐式形式表示,计算效率高且稳定．在横向(x和y向)离散上,基于多项式插值法,建立了一种统一的差分格式,考虑了电场法向分量在芯包分界处的不连续性,可应用于均匀和非均匀网格,差分系数引入了更多邻近节点的折射率分布,且交叉项采用六点差分格式,计算精度高,程序通用性强．首先分析了高折射率分布差的矩形、GaAs/GaAlAs双异质结脊形光波导,给出了全矢量基模及次高阶模(矩形波导)的电场分布及其归一化传播常数,揭示了全矢量本征模的混合特性,验证了该方法的有效性．接着分析了InP基InGaAsP/ InGaAsP应变多量子阱脊形光波导,考虑了深刻蚀和浅刻蚀两种情形,讨论了其全矢量基模的模式特性,为设计以此为基础的光子集成回路奠定基础．