《表1 140GHz,TE28,8模式氧化铍双层窗优化参数》

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《高功率回旋管高次模式输出窗的电磁和热分析》

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在上一节获得的任意层介质任意阶模式输出窗设计公式的基础上，编写程序可以对某种特定材料的输出窗结构参数进行初步设计，再用CST对其进行验证并优化。以140GHz，TE28，8模的双层氧化铍输出窗为例，最终得到的设计参数如表1所示。相同结构参数下，理论计算和仿真得到的S11参数如图3所示，两者基本吻合，在140GHz附近的反射低于-25dB的带宽达到2.14GHz。在CPU为Xeon W-2145的工作站上，理论的数值计算程序3s就可以计算出输出窗的反射特性，而CST仿真需要2h左右，大大减少了输出窗的设计周期。此外，还利用该理论对输出窗做了误差分析。一方面，针对双层窗两个窗片的厚度不同的情况，分别计算了两个窗片厚度相差0.01和0.02mm时的S11参数，发现当厚度相差0.01mm时，最小反射在-20dB附近，当厚度相差0.02mm时，最小反射在-15dB附近，如图4所示。同时利用CST MWS进行仿真验证有如图4相似的结果。另一方面，针对双层窗两个窗片存在相同误差的情况，还计算了窗片厚度为2.13和2.15mm时的S11参数，如图5所示，发现当厚度变化0.01mm时，频率特性漂移接近600MHz，CST MWS仿真得到结果两者非常一致，因此，窗片加工精度对工程实现提出了非常高的要求。