基于ANSYS有限元分析软件的热分析功能,在匹配吸收和材料高温环境稳定工作的条件下,对0.1 THz波功率探头两种不同结构的功率敏感体进行建模,在0~50 m W输入功率条件下,仿真计算它们的温度分布,通过比较温差大小、达到温度平衡稳定的时间以及材料的温度承受能力等,确定哪种结构使探头性能更好,能更准确地定标。
针对现有大功率连续波注入锁频磁控管的输出结构插入损耗大,功率容量低的局限,本文提出了一种S波段大功率锤状能量输出器,并给出了其设计原理。利用CST微波工作室对该结构进行仿真验证,并将其与传统柱形输出结构进行了对比分析。在2.4~2.5 GHz范围内,新结构的插入损耗大于-0.002 d B,远优于传统柱形结构。CST仿真显示,球半径与陶瓷窗厚度对其传输性能影响较大。将能量输出器与磁控管连接进行仿真,磁控管正常起振,输出频谱较好。最后,对窗结构做了热分析与应力分析,在输入功率为30 k W时,最大温升27℃,最大应力156.759 MPa,最大形变为0.010 mm。该能量输出器具有良好的传输特性与机械性能,可以满足工程需要。
