行波管噪聲的研究.pdf

1、行波管和速調(diào)管是兩種主要的線性注微波器件。其中，行波管是一種功率通常為幾十到幾千瓦，頻帶寬度可以到2個倍頻程的寬帶器件。而且，行波管具有非常廣泛的應用領域，現(xiàn)今大多數(shù)衛(wèi)星通信系統(tǒng)都使用行波管作為末級放大器。在大多數(shù)雷達系統(tǒng)中，都通常使用一支或若干只行波管作為產(chǎn)生高頻發(fā)射脈沖的大功率放大器。
　　由于行波管中電子發(fā)射的隨機性，電子總是先后隨機、速度不均勻地進入高頻互作用區(qū)。這就意味著會不可避免地產(chǎn)生噪聲，并導致通訊電子系統(tǒng)的輸出功率

2、變化，最終影響雷達系統(tǒng)的辨錯能力和提高通訊系統(tǒng)的錯碼率。該文章采用理論分析推導與計算機宏粒子模擬的方法，深入研究了行波管噪聲的產(chǎn)生、變化情況及抑制噪聲的方法，論文的主要內(nèi)容與創(chuàng)新點如下：
　　1.研究分析了行波管噪聲的產(chǎn)生、傳播、增長及對功率的影響，這對解釋行波管中噪聲的形成機理有重要的意義。采用一維線性模型，并利用已有的行波管數(shù)據(jù)計算噪聲系數(shù)隨著距離的變化情況，并研究不同參數(shù)對噪聲系數(shù)的影響。
　　2.根據(jù)非線性宏粒子模擬

3、的要求，設置噪聲的初始狀態(tài)。分別應用了 SASE的自由電子激光宏粒子設置方式和麥克斯韋速度分布律來設置初始噪聲，并且采用了偽隨機數(shù)的方式對宏粒子隨機化設置。應用噪聲設置方案編寫程序，結(jié)合行波管標準方程進行一維非線性噪聲計算，并獲得噪聲功率譜密度。
　　3.為計算行波管二維噪聲，設計了26-40GHz和33-40GHz兩只不同頻段的螺旋線行波管的高頻結(jié)構(gòu)。利用HFSS軟件與TAU軟件配合使用，使得工作頻段為33-37GHz輸出功率在