速調(diào)管微波同軸腔加載輸出矩形波導(dǎo)濾波器.pdf

1、分析了速調(diào)管圓柱同軸輸出腔的TMn10諧振模式。通過增加輸出腔內(nèi)漂移管數(shù)目,增大通電子注的漂移管外徑,同時(shí)減小無電子注漂移管尺寸,抑制了模式旋轉(zhuǎn),并有效地改進(jìn)了各間隙處電場(chǎng)分布的均勻性。設(shè)計(jì)了工作于X波段,外Q值較小,工作模式為TM310模的單間隙速調(diào)管圓柱同軸諧振腔輸出回路。用CST軟件模擬得到了在諧振頻率點(diǎn),六個(gè)漂移管間隙中心軸向諧振電場(chǎng)極大值位置處的特性阻抗。針對(duì)上述諧振模式的速調(diào)管單間隙同軸腔加載有一組膜片的矩形波導(dǎo)濾波器輸出回

2、路,用冷測(cè)模擬法得到了腔內(nèi)六個(gè)漂移管處平均間隙阻抗的頻率特性曲線。間隙阻抗極大值約為3.5千歐姆,帶寬較窄。通過該輸出回路的群時(shí)延特性曲線,得到了輸出回路的諧振頻率并計(jì)算了輸出回路的外Q值。
　　用等效電路法計(jì)算了間隙阻抗實(shí)部和虛部的表達(dá)式。間隙阻抗表達(dá)式中存在惟一未知量:腔內(nèi)等效間隙中心到輸出波導(dǎo)內(nèi)橫向膜片的等效長度。傳統(tǒng)圓柱腔輸出回路對(duì)該等效長度的求解方法不適用于圓柱同軸諧振輸出腔。根據(jù)中心頻率處,間隙阻抗虛部為零這一特點(diǎn),提

3、出了一種計(jì)算該等效長度的新方法,這種計(jì)算方法也可以應(yīng)用于圓柱腔基模輸出回路。將該等效長度代入間隙阻抗表達(dá)式,利用MATLAB編程語言計(jì)算得到了上述輸出回路的間隙阻抗實(shí)部和虛部曲線,其結(jié)果與冷測(cè)模擬法計(jì)算結(jié)果非常接近,這表明上述等效長度計(jì)算方法的正確性。又用場(chǎng)分析法計(jì)算了上述模型的間隙阻抗實(shí)部,結(jié)果也與上述兩種方法近似,只是略微偏小。
　　分別采用冷測(cè)模擬法與場(chǎng)分析法設(shè)計(jì)了帶寬較窄,中心頻率為9.80GHz,雙間隙輸出腔加載兩組膜片

4、矩形波導(dǎo)濾波器輸出回路。冷測(cè)模擬法計(jì)算的間隙阻抗最大值在工作中心頻率處,而場(chǎng)分析法計(jì)算的間隙阻抗最大值不在工作中心頻率處,這可能是方法本身的局限性。
　　設(shè)計(jì)了工作中心頻率為9.80GHz,雙間隙同軸輸出腔加載無膜片以及帶一組電感膜片的波導(dǎo)濾波器輸出回路。冷測(cè)模擬法計(jì)算得前者的3dB輸出帶寬約為0.98％,通過調(diào)整膜片,得到兩者間隙阻抗頻率特性曲線的3dB帶寬分別增加到6.6%(馬鞍形)和5.9%(平坦形)。與兩組膜片情形比較,相