矩形柵慢波結(jié)構(gòu)及輸入輸出裝置的研究.pdf

1、太赫茲雷達(dá)以其高分辨率、強(qiáng)穿透力、低截獲率、強(qiáng)抗干擾性、優(yōu)越的反隱身和穿透等離子體能力而具有強(qiáng)大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。行波管被稱為雷達(dá)的心臟，而慢波結(jié)構(gòu)是行波管的核心部件。因此工作在太赫茲頻段的行波管慢波結(jié)構(gòu)是目前業(yè)界的研究熱點(diǎn)。工作頻率提高后，傳統(tǒng)行波管遇到尺寸過(guò)小、功率容量低、加工工藝難以實(shí)現(xiàn)等困難。矩形柵慢波結(jié)構(gòu)是行波管慢波結(jié)構(gòu)的一種，為全金屬結(jié)構(gòu)，具有散熱性好，功率容量大，耦合阻抗高，易于加工等優(yōu)點(diǎn)，可適用于太赫茲頻段。矩形柵慢波結(jié)構(gòu)多采

2、用帶狀電子束工作。帶狀電子束可以降低空間電荷效應(yīng)，從而降低對(duì)聚焦磁場(chǎng)峰值的要求。同時(shí)，帶狀電子束能和平面慢波結(jié)構(gòu)更加緊密的結(jié)合，進(jìn)而提高微波管的整體效率。
　　本文首先簡(jiǎn)要介紹了矩形柵慢波結(jié)構(gòu)行波管的發(fā)展和研究現(xiàn)狀。隨后，以矩形雙柵慢波結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象，推導(dǎo)了其色散方程與耦合阻抗的表達(dá)式。利用三維電磁仿真軟件CST MWS，設(shè)計(jì)并優(yōu)化了工作在220GHz頻段的矩形單柵和矩形雙柵慢波結(jié)構(gòu)，給出了其色散曲線、耦合阻抗和相速特性等。其次，

3、由于單邊雙矩形柵慢波結(jié)構(gòu)采用發(fā)展成熟的圓電子注，而交錯(cuò)型矩形柵慢波結(jié)構(gòu)的帶寬較寬等優(yōu)點(diǎn)，本文針對(duì)這兩種慢波結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究，分析了其色散特性及耦合阻抗，討論了各結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)其高頻特性的影響。再次，輸入輸出結(jié)構(gòu)直接影響了電磁波能否順利饋入和輸出慢波結(jié)構(gòu)，對(duì)一個(gè)系統(tǒng)有至關(guān)重要的作用。本文設(shè)計(jì)并分析了三個(gè)慢波結(jié)構(gòu)的輸入輸出系統(tǒng)，即矩形雙柵慢波結(jié)構(gòu)雙口輸入輸出系統(tǒng)、矩形單柵慢波結(jié)構(gòu)單口輸入輸出系統(tǒng)和交錯(cuò)矩形柵慢波結(jié)構(gòu)輸入輸出系統(tǒng)。最后，本文討論了以