螺旋線行波管慢波結(jié)構(gòu)及輸入輸出結(jié)構(gòu)研究.pdf

1、行波管是微波/毫米波電真空器件中最重要的器件之一，它具有高功率、高增益、高效率、寬頻帶等優(yōu)點，在通信、雷達、電子對抗等領域中得到了廣泛的應用，是國家重大專項的核心電子器件?！皩拵Т蠊β市胁ü蹸AD技術(shù)研究”是我國獨立提出的，是一項長期的國家級高科技課題，是行波管由設計到制管的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。電子科大從2003年起主動承擔了該課題中最重要五個模塊(電子槍、螺旋線高頻電路、互作用、收集極、聚焦系統(tǒng))的研究任務，并開發(fā)了基于Windows系統(tǒng)的“寬

2、帶大功率行波管CAD集成環(huán)境”軟件。 本學位論文在“寬帶大功率行波管CAD技術(shù)研究”課題項目的指導下，基于許多前輩研究學者們辛勤研究成果的基礎上，對螺旋線行波管高頻系統(tǒng)進行了部分研究工作。 第一章首先介紹了行波管的發(fā)展狀況，對螺旋線行波管CAD技術(shù)及高頻系統(tǒng)中的輸能裝置進行了介紹。 第二章以優(yōu)化“寬帶大功率行波管CAD集成環(huán)境”軟件為目的，首先總結(jié)了螺旋線行波管慢波系統(tǒng)高頻特性分析方法；然后將螺帶模型中傳統(tǒng)的邊界

3、匹配方法與D.Chernin分析方法進行了詳細的對比分析，指明了D.Chernin分析方法在計算精確度和實現(xiàn)復雜度上的優(yōu)勢。然而D.Chernin的理論分析中沒有考慮螺旋帶的厚度，國內(nèi)學者段兆云在考慮螺旋帶厚度的情況下得到了更加符合實際的結(jié)果，因此本文提出在考慮螺旋帶厚度的情況下將D.Chernin分析方法應用于“寬帶大功率行波管CAD集成環(huán)境”的高頻計算模塊中。 第三章以優(yōu)化“寬帶大功率行波管CAD集成環(huán)境”軟件為目的，在考慮

4、螺旋帶厚度的情況下，基于D.Chernin分析方法在Visual C++6.0平臺下開發(fā)了高頻特性計算程序，并給出了該程序?qū)θN不同類型夾持桿的螺旋線行波管慢波結(jié)構(gòu)的高頻特性計算結(jié)果，此結(jié)果相對于將電流密度假設為一常數(shù)的處理方法的結(jié)果更接近于MAFIA的計算結(jié)果；同時運用該程序計算分析螺旋線高頻特性隨螺旋帶寬度變化的情況，可以優(yōu)化螺旋帶的寬度，這對工程中螺旋帶寬度的設計具有實際意義；最后本章采用數(shù)學擬合的方法給出了螺旋線行波管諧波高頻特

5、性的計算結(jié)果。 第四章對高頻系統(tǒng)中的輸能裝置進行了研究。本文利用CST MWS設計出了工作在6～18GHz的輸入輸出結(jié)構(gòu)。仿真結(jié)果表明，同軸輸入窗的駐波系數(shù)在整個頻帶內(nèi)小于1.07；輸出裝置采用同軸線轉(zhuǎn)雙脊波導的方式，在整個頻帶內(nèi)駐波系數(shù)小于1.5。同時本文利用一個具體的工作在6～18GHz的高頻結(jié)構(gòu)對設計出的輸入輸出結(jié)構(gòu)進行了驗證，駐波系數(shù)結(jié)果顯示本文設計的輸入輸出結(jié)構(gòu)能夠很好地滿足工程需要，從而可以應用于6～18GHz的螺旋