在恒定導(dǎo)引的磁場(chǎng)和交變電磁場(chǎng)中,運(yùn)動(dòng)的電子會(huì)產(chǎn)生回旋諧振現(xiàn)象,該現(xiàn)象在自然中廣泛存在,同時(shí)也是一種非常重要的物理現(xiàn)象。在已經(jīng)開(kāi)發(fā)的這類器件中,最廣為人知的是回旋管。實(shí)際上,回旋波整流器也是這樣一種基于回旋諧振現(xiàn)象而又與回旋管電子注群聚方式不同的電子器件,同樣也是值得我們關(guān)注的。隨著無(wú)線輸電技術(shù)的迅速發(fā)展,微波輸能技術(shù)越來(lái)越成為可能,而將微波能量轉(zhuǎn)換為直流電的回旋波整流器,相比半導(dǎo)體整流二極管,具有高功率、高電壓的特征,是大功率微波輸能系統(tǒng)中的核心器件之一。本論文提出了一種工作在C波段的回旋波整流器整管設(shè)計(jì)。首先對(duì)回旋波整流器的工作原理做出概述,接著對(duì)C波段回旋波整流器整管設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行系統(tǒng)背景介紹,做出整體設(shè)計(jì)考慮。然后對(duì)其電子注參數(shù)和高頻結(jié)構(gòu)、輸入結(jié)構(gòu)、收集極進(jìn)行基本分析,結(jié)合CST仿真軟件,設(shè)計(jì)出高頻諧振腔和輸入結(jié)構(gòu)的幾何參數(shù),在輸入結(jié)構(gòu)中增加同軸濾波結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)了同軸線和諧振腔的阻抗匹配并使諧振腔帶寬得到一定拓展。在電子束能量轉(zhuǎn)換區(qū),給出了滿足電子橫向動(dòng)能轉(zhuǎn)換為縱向動(dòng)能的磁場(chǎng)基本分布形式以及能量轉(zhuǎn)換區(qū)長(zhǎng)度,保證了電子的解旋效率。結(jié)合高頻互作用區(qū)的條件,推導(dǎo)出電子槍?xiě)?yīng)具備的電參數(shù),運(yùn)用... 

【文章來(lái)源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：75 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

美國(guó)“攀登者”臨近空間飛行器

電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文470年代，R.M.Dickinson團(tuán)隊(duì)通過(guò)GaAs二極管將微波能量成功轉(zhuǎn)換為直流能量，當(dāng)微波輸入功率為8W時(shí)，能量的轉(zhuǎn)換效率為82.5%[9-10]。2004年，JosephA等一些人提出了一種可同時(shí)工作于2.45GHz和5.8GHz兩個(gè)頻段，且入射功率密度要求很低的64陣元的雙頻圓極化的整流天線陣列[11]。2013年，荷蘭愛(ài)因霍芬科技大學(xué)HaoGao等人設(shè)計(jì)了基于65nmCMOS工藝的整流天線，其工作頻率為60GHz，輸入功率為7dBm、負(fù)載為1500歐姆時(shí)的整流效率大概在4.4%[12-14]。與此同時(shí)，除了對(duì)微波轉(zhuǎn)換效率較高的半導(dǎo)體二極管整流器件進(jìn)行研究以外，很多研究者更關(guān)心的是微波輸能系統(tǒng)具有輸出功率較大，輸出電壓較高的特點(diǎn)。故對(duì)類似微波管的新型器件——回旋波整流器展開(kāi)研究。美國(guó)學(xué)者D.C.Waston、R.W.Grow和C.C.Johnson作為國(guó)外最早開(kāi)展回旋波整流器的研究者[15-16]，他們的實(shí)驗(yàn)中，輸入功率僅為1W~5W。以沙文和溫凱等人為首的莫斯科大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)在上世紀(jì)70年代初開(kāi)始關(guān)注大功率、高效率的回旋波整流器，并和Tory微波公司開(kāi)展合作[17]，研制出如圖1-3所示的回旋波整流器的一系列實(shí)驗(yàn)樣品。圖1-3回旋波整流器實(shí)驗(yàn)室樣品其第一個(gè)試驗(yàn)樣品工作在S波段，當(dāng)微波輸入功率為25W~35W時(shí)，可達(dá)到70%~74%的微波-直流電轉(zhuǎn)換效率，它的最大輸入功率為100W。ISTOK是俄羅斯的一家大型微波公司，與莫斯科大學(xué)聯(lián)系非常緊密，他們進(jìn)行了多次合作，并著力于研發(fā)中等功率產(chǎn)品，成功研制出了多種中等功率范圍的回旋波整流器產(chǎn)品。經(jīng)過(guò)俄羅斯人多年的不斷深入探索，回旋波整流器的工作性能得到了很大的改善，其各項(xiàng)指標(biāo)相比最初提高了很多。除此之外，他們?cè)诓煌墓ぷ黝l段研制出一系列回旋波整流器，具體情況如表1-1所示。

第一章緒論5表1-1回旋波整流器系列產(chǎn)品性能參數(shù)由表1-1可見(jiàn)，俄羅斯對(duì)回旋波整流器的研究具有一定的深度了，對(duì)回旋波流器的研究其工作頻段主要集中在S波段和X波段。國(guó)內(nèi)電子科技大學(xué)劉盛綱院士和林為干院士很早就做出了“高功率微波進(jìn)展”的專題報(bào)告，提倡與此有關(guān)的研究工作�？哲姽こ檀髮W(xué)電訊工程學(xué)院的王秩雄教授等人也對(duì)回旋波整流器一直跟蹤研究[18-20]，對(duì)回旋波整流器各部分結(jié)構(gòu)進(jìn)行了系統(tǒng)分析，最終成功研制出回旋波整流器樣品，這是我國(guó)第一個(gè)成功的樣品，結(jié)構(gòu)如圖1-4所示，其中1為微波輸入，2為電子槍，3為諧振腔，4為永磁鐵，5為轉(zhuǎn)換區(qū)，6為收集極。他們對(duì)其作出了相關(guān)的測(cè)試工作，最后得到整流器工作頻率為2.4GHz、可以輸出3W的功率、能量轉(zhuǎn)換效率約為70%。圖1-42.4GHz回旋波整流器2011年，電子科技大學(xué)的趙曉云博士設(shè)計(jì)出了2.85GHz的回旋波整流器，對(duì)回旋波整流器各部分結(jié)構(gòu)進(jìn)行了系統(tǒng)的分析[21]，其輸出功率在12kW左右，該回旋波整流器理論總體效率為83%。2016年，電子科技大學(xué)的徐子楓碩士對(duì)X波段

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]基于回旋諧振機(jī)制的特殊電真空器件研究[D]. 趙曉云.電子科技大學(xué) 2011

碩士論文
[1]用于微波能量傳輸?shù)牟罘终魈炀�的研究[D]. 張朋.南京郵電大學(xué) 2019
[2]X波段大功率回旋波整流器的研究[D]. 徐子楓.電子科技大學(xué) 2017
[3]微小尺寸電子注束斑的測(cè)量和分析[D]. 丁德成.電子科技大學(xué) 2016
[4]太赫茲擴(kuò)展互作用速調(diào)管輸入輸出結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與整管優(yōu)化[D]. 楊召龍.電子科技大學(xué) 2016
[5]W波段擴(kuò)展互作用器件電子光學(xué)系統(tǒng)的研究[D]. 劉海敬.電子科技大學(xué) 2014
[6]5.8GHz回旋波整流器的研究[D]. 鄧強(qiáng).電子科技大學(xué) 2013
[7]X波段速調(diào)管電子光學(xué)系統(tǒng)的研究[D]. 馮海平.電子科技大學(xué) 2012
[8]回旋器件永磁包裝基本理論與設(shè)計(jì)方法研究[D]. 胡文艷.電子科技大學(xué) 2012
[9]回旋波整流器能量轉(zhuǎn)換區(qū)和收集極的理論分析與仿真[D]. 孫志國(guó).電子科技大學(xué) 2008
[10]徑向磁化永磁磁路設(shè)計(jì)研究[D]. 張阜文.電子科技大學(xué) 2001



本文編號(hào)：3563134