本文選題：螺旋線行波管 + 高頻結(jié)構(gòu)�。� 參考：《電子科技大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：行波管具有頻帶寬、輸出功率大、效率高、動態(tài)范圍大,環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)等一系列優(yōu)點,使得它成為了軍事設(shè)備中應(yīng)用最多的微波管。近年來,隨著電子對抗、相控陣?yán)走_(dá)等國防關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展,以及被譽為“超級器件”的微波功率模塊(MPM)的興起,對行波管的性能提出了新的要求。但是,在行波管性能顯著提高的同時,相應(yīng)的高頻結(jié)構(gòu)與互作用分布也越來越復(fù)雜,使得設(shè)計難度也大大提高,特別是對于MPM功率模塊用的小型化行波管。所以,本論文圍繞行波管的正向設(shè)計,主要做了以下幾方面的工作:(1)在總結(jié)行波管設(shè)計流程的基礎(chǔ)上,重點推導(dǎo)了行波管的電參數(shù)設(shè)計,包括效率分配,直流的電流電壓,慢波相速的估計以及螺旋線尺寸的計算,給出了具體的計算解析式;研究了有無翼片加載對高頻結(jié)構(gòu)的高頻特性的影響,在色散分布近似相同的情況下,比較了扇形翼片、T形翼片以及夾持翼片的高頻性能,為高頻結(jié)構(gòu)的選取提供指導(dǎo)意見;在分析注波互作用過程的基礎(chǔ)上,總結(jié)提出了提高行波管效率的方法,定性分析了雙跳變慢波線結(jié)構(gòu)對互作用效率以及諧波抑制的影響。(2)在皮爾斯小信號理論的基礎(chǔ)上,定性推導(dǎo)了色散耦合阻抗成型原理,提出了色散耦合阻抗綜合成型設(shè)計技術(shù),給出了該設(shè)計技術(shù)的基本流程,并且用相應(yīng)的行波管設(shè)計實例實現(xiàn)了對該設(shè)計技術(shù)的應(yīng)用。相比于傳統(tǒng)的行波管設(shè)計方法,該設(shè)計技術(shù)將行波管設(shè)計中的高頻結(jié)構(gòu)設(shè)計與互作用分布設(shè)計分離開,避免了互作用計算與高頻結(jié)構(gòu)優(yōu)化間的反復(fù)的迭代,從而大大提高了行波管互作用區(qū)與高頻結(jié)構(gòu)的設(shè)計效率,同時設(shè)計的成功率也得到了很大的改善。(3)實際設(shè)計了一支用于MPM功率模塊的2-6GHz小型化行波管的高頻結(jié)構(gòu)與互作用分布模塊,通過給定的初始電參數(shù)等一系列指標(biāo),計算得到慢波相速,螺旋線的結(jié)構(gòu)尺寸以及螺距值,在設(shè)計中驗證了工作(1)中推導(dǎo)的行波管電參數(shù)以及螺旋線尺寸設(shè)計的數(shù)學(xué)計算式的正確性,利用MTSS進(jìn)行仿真計算,驗證了色散耦合阻抗綜合成型設(shè)計技術(shù)的可行性,最終達(dá)到了設(shè)計要求。
[Abstract]:The traveling wave tube has a series of advantages such as frequency bandwidth, high output power, high efficiency, large dynamic range and strong environmental adaptability. It has made it the most widely used microwave tube in military equipment. In recent years, the development of key defense technologies such as electronic countermeasures and phased array radar, as well as the microwave power module (MPM) known as "super device" There is a new requirement for the performance of the traveling wave tube. However, while the performance of the traveling wave tube is greatly improved, the corresponding high frequency structure and interaction are becoming more and more complex, which makes the design difficulty greatly improved, especially for the miniaturized traveling wave tube used in the MPM power module. The following aspects are done: (1) on the basis of summarizing the design flow of the traveling wave tube, the electric parameter design of the traveling wave tube is mainly derived, including the efficiency distribution, the current and voltage of the DC, the estimation of the slow wave velocity and the calculation of the size of the spiral line, and the high frequency of the high frequency structure with no wing plate loading is studied. In the case of the same dispersion distribution, the high frequency properties of fan-shaped wing, T wing and clamped wing are compared, which provide guidance for the selection of the high frequency structure. On the basis of the analysis of the interaction process of wave injection, the method of improving the efficiency of the traveling wave tube is summarized and the structure of the double hopping slow wave line is qualitatively analyzed. The effect of efficiency and harmonic suppression. (2) on the basis of Pearce's small signal theory, the principle of dispersion coupled impedance molding is deduced qualitatively, the design technology of integrated dispersion coupled impedance molding is put forward, the basic flow of the design technology is given, and the application of the design of this design is realized with the corresponding design example of the line wave tube. Compared with the traditional design method of traveling wave tube, the design technique divides the high frequency structure design from the interacting distribution design in the design of the TWT, avoids the iterative iteration between the interaction calculation and the high frequency structure optimization, thus greatly improves the design efficiency of the interacting zone and the high frequency structure of the TWT, and the success rate of the design. A great improvement has been obtained. (3) a high frequency structure and interaction distribution module of 2-6GHz miniaturized TWT used for MPM power module are designed. Through a series of parameters such as the given initial electrical parameters, the slow wave velocity, the structure size of the spiral line and the screw distance value are calculated. In the design, the traveling wave derived from work (1) is verified. The correctness of the tube electric parameters and the mathematical formula of the spiral size design are calculated by MTSS. The feasibility of the design technology of the dispersion coupled impedance comprehensive molding is verified, and the design requirements are finally reached.

【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN124

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本文編號：1805224