G波段寬頻帶帶狀注行波放大器的研究.pdf

1、近年來(lái)，行波管作為微波頻段應(yīng)用最為廣泛的真空電子器件，在許多領(lǐng)域諸如通信、毫米波雷達(dá)、電子對(duì)抗、輻射測(cè)量等方面都有比較廣闊的應(yīng)用。對(duì)之研究也從微波頻段逐漸到了毫米波、亞毫米波，甚至是太赫茲頻段。而與此同時(shí)，行波管中最重要的組成部件—慢波結(jié)構(gòu)，它諸多高頻特性的性能直接影響著行波管整管的工作性能。因此，世界上誕生了各式各樣的慢波結(jié)構(gòu)。另一方面，針對(duì)電子槍發(fā)射的電子注—帶狀電子注，相比于傳統(tǒng)的圓形電子注，能以較小的橫截面?zhèn)鬏敶箅娏?，因此使得?/p>

2、波管具有小型化、高功率等優(yōu)點(diǎn)。
　　本論文主要研究任務(wù)是設(shè)計(jì)一種能夠在 G波段下工作的帶狀電子注寬頻帶行波放大器。首先，文中以W波段的常規(guī)交錯(cuò)雙柵慢波結(jié)構(gòu)作為研究基礎(chǔ)，計(jì)算并給出了在G波段下工作的常規(guī)交錯(cuò)雙柵慢波結(jié)構(gòu)的尺寸。在這基礎(chǔ)之上，利用常規(guī)交錯(cuò)雙柵慢波結(jié)構(gòu)的場(chǎng)分布特點(diǎn)，提出了一種改進(jìn)型的慢波結(jié)構(gòu)，通過(guò)仿真設(shè)計(jì)驗(yàn)證了這種改進(jìn)型慢波結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)所在。接著，針對(duì)慢波電路的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，本文仿真設(shè)計(jì)了兩種輸入輸出耦合裝置以及在輸入輸出耦合

3、裝置與慢波結(jié)構(gòu)之間的過(guò)渡結(jié)構(gòu)。最后，將行波管的幾個(gè)主要部分拼合在一起，構(gòu)成了一支工作中心頻率在G波段的帶狀注寬頻帶行波管。
　　本論文主要研究?jī)?nèi)容分為3個(gè)部分：
　　一、G波段改進(jìn)型交錯(cuò)雙柵慢波結(jié)構(gòu)的研究。計(jì)算并通過(guò)仿真優(yōu)化獲得G波段常規(guī)交錯(cuò)雙柵慢波結(jié)構(gòu)的尺寸，在這基礎(chǔ)之上，提出了一種改進(jìn)型交錯(cuò)雙柵慢波結(jié)構(gòu)，并與前者在高頻特性上進(jìn)行了對(duì)比分析。
　　二、輸入輸出耦合裝置的研究。首先給出了一種適用于常規(guī)交錯(cuò)雙柵慢波結(jié)構(gòu)的

4、過(guò)渡裝置，接著設(shè)計(jì)了兩種輸入輸出耦合裝置結(jié)構(gòu)，分別是脊高度漸變雙脊波導(dǎo)結(jié)構(gòu)和扇形多段漸變波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，對(duì)兩種結(jié)構(gòu)都進(jìn)行了傳輸特性分析。
　　三、G波段行波管的研究。首先依據(jù)聚焦系統(tǒng)的特點(diǎn)確定了電子注發(fā)射極面積及聚焦磁場(chǎng)強(qiáng)度，接著為了解決行波管的自激振蕩的問題，設(shè)計(jì)了裝有集中衰減器的行波管模型，之后對(duì)完整的行波管進(jìn)行了粒子仿真計(jì)算。與此同時(shí)，還針對(duì)慢波結(jié)構(gòu)的周期個(gè)數(shù)對(duì)行波管輸出功率的影響進(jìn)行了研究，并給出了最終的G波段帶狀注行波管的工作