本文選題：螺旋線行波管 + 18-40GHz��； 參考：《電子科技大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：螺旋線行波管是微波電真空器件中最為重要的一類器件,由于其所具有的寬頻帶、高增益、以及高輸出功率等一系列優(yōu)點(diǎn),被廣泛地應(yīng)用到電子對(duì)抗、雷達(dá)、以及衛(wèi)星通信等領(lǐng)域。本文主要以18-40GHz寬帶連續(xù)波螺旋線行波管項(xiàng)目為依托展開研究,主要對(duì)螺旋線慢波結(jié)構(gòu)的高頻特性以及注-波互作用進(jìn)行研究。論文的主要工作如下:1.利用仿真軟件HFSS對(duì)項(xiàng)目方所給定的螺旋線慢波結(jié)構(gòu)的高頻特性進(jìn)行仿真計(jì)算,重點(diǎn)介紹了慢波結(jié)構(gòu)的色散特性、耦合阻抗特性、以及衰減常數(shù)的仿真計(jì)算。通過介質(zhì)夾持桿和金屬翼片加載等方式,在18-40GHz的工作頻率范圍內(nèi),該慢波結(jié)構(gòu)具有較為平坦的色散特性,并且在一定的工作頻率范圍內(nèi)呈現(xiàn)出反常色散的特性,這有利于二次諧波的抑制。在此基礎(chǔ)之上,我們分析了螺旋線慢波結(jié)構(gòu)的參數(shù)發(fā)生變化時(shí)對(duì)高頻特性產(chǎn)生的影響,主要包括螺旋線的螺距、內(nèi)徑、寬度、以及厚度變化對(duì)高頻特性所產(chǎn)生的影響,從而為高頻結(jié)構(gòu)的參數(shù)選取提供參考。2.在高頻特性仿真的基礎(chǔ)之上,將所得到的高頻特性數(shù)據(jù)代入到2.5D大信號(hào)程序仿真軟件中,即可進(jìn)行注-波互作用的仿真及優(yōu)化。通過項(xiàng)目方所給定的技術(shù)指標(biāo),確定計(jì)算所需的高頻特性參數(shù)。我們計(jì)算了均勻螺距慢波電路所對(duì)應(yīng)的飽和輸出功率以及電子效率,計(jì)算結(jié)果表明:當(dāng)采用均勻螺距慢波電路時(shí),在18-40GHz的工作頻率范圍內(nèi),尤其是在工作頻率范圍的高頻點(diǎn)處,飽和輸出功率以及電子效率均達(dá)不到項(xiàng)目技術(shù)指標(biāo)的要求。因此,我們采用螺距跳變技術(shù)來進(jìn)行慢波電路的優(yōu)化設(shè)計(jì)。通過2.5D大信號(hào)程序仿真計(jì)算得到:當(dāng)工作電壓為10kV,工作電流為100mA,慢波電路的總長度為150mm的條件下,我們得到了在整個(gè)18-40GHz的工作頻率范圍內(nèi),行波管的飽和增益大于35dB,飽和輸出功率大于80W,對(duì)應(yīng)的電子效率大于8%,低頻點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的二次諧波輸出功率與基波輸出功率之比小于-3dB。這符合了既定的技術(shù)指標(biāo)的要求,從而為18-40GHz寬帶螺旋線行波管的研制奠定了基礎(chǔ)。
[Abstract]:Helical traveling wave tube (TWT) is the most important kind of microwave vacuum device. It has a series of advantages such as wide band, high gain and high output power, so it is widely used in electronic countermeasure, radar, etc. And satellite communications and other areas. In this paper, the high frequency characteristics of helical slow wave structure and beam-wave interaction are studied based on the 18-40GHz Wideband continuous Wave Helical TWT Project. The main work of the thesis is as follows: 1: 1. The high frequency characteristics of the helix slow-wave structure given by the project are simulated by using the simulation software HFSS. The dispersion characteristic, coupling impedance characteristic and attenuation constant of the slow-wave structure are introduced in detail. By means of dielectric clamping rod and metal wing loading, the slow-wave structure has a relatively flat dispersion property in the operating frequency range of 18-40GHz, and it exhibits anomalous dispersion in a certain operating frequency range. This is beneficial to the suppression of second harmonic. On this basis, we analyze the influence of helical slow wave structure parameters on the high frequency characteristics, including helix pitch, inner diameter, width, and thickness changes on the high frequency characteristics. Thus provides the reference. 2. 2 for the parameter selection of the high frequency structure. On the basis of high frequency characteristic simulation, the high frequency characteristic data is put into 2.5D large signal program simulation software, and the beam-wave interaction simulation and optimization can be carried out. The required high frequency characteristic parameters are determined by the technical specifications given by the project side. The saturation output power and the electronic efficiency of the uniform pitch slow wave circuit are calculated. The results show that when the uniform pitch slow wave circuit is used, the operating frequency range of 18-40GHz, especially at the high frequency point of the operating frequency range, is within the range of operating frequency, especially at the high frequency point in the operating frequency range. Saturation output power and electronic efficiency can not meet the requirements of the project technical indicators. Therefore, we adopt pitch jump technology to optimize the design of slow wave circuit. The simulation results of 2.5D large signal program show that when the working voltage is 10kV, the working current is 100mAand the total length of the slow wave circuit is 150mm, we get the working frequency range of the whole 18-40GHz. The saturation gain of the TWT is more than 35 dB, the saturation output power is more than 80 W, the corresponding electron efficiency is more than 8 and the ratio of the second harmonic output power to the fundamental wave output power at the low frequency point is less than -3 dB. This meets the requirements of the established technical specifications, thus laying a foundation for the development of 18-40GHz wideband helical traveling wave tube (TWT).
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN124

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王自成;王莉;李海強(qiáng);戴志浩;李鎮(zhèn)淮;宋培德;楊勇;;引起行波管增益幅度相位波動(dòng)的一種原因[J];真空電子技術(shù);2006年02期

2 梁國恩;解安國;;行波管關(guān)斷方式對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)可靠性的影響[J];電子工程師;2007年05期

3 鐘國儉;;行波管失效分析及其發(fā)射機(jī)可靠性的提高[J];雷達(dá)與對(duì)抗;2007年03期

4 張勇;何小琦;宋芳芳;;行波管可靠性研究探討[J];電子質(zhì)量;2008年06期

5 劉軍華;;不斷發(fā)展中的行波管技術(shù)[J];真空電子技術(shù);2010年04期

6 王忠林;馮進(jìn)軍;;行波管研制知識(shí)管理框架[J];真空電子技術(shù);2011年01期

7 官朝暉;;行波管技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J];真空電子技術(shù);2011年06期

8 王軍軍;陳晶晶;;行波管發(fā)射機(jī)調(diào)試探究[J];無線互聯(lián)科技;2012年07期

9 李卓成;;國外空間行波管放大器現(xiàn)狀與發(fā)展[J];空間電子技術(shù);2012年04期

10 田志仁;;低噪聲行波管的晚近發(fā)展[J];真空電子技術(shù);1962年04期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 蘇小保;姚劉聰;樊會(huì)明;;柵控行波管柵發(fā)射的產(chǎn)生及抑制[A];中國電子學(xué)會(huì)真空電子學(xué)分會(huì)第十三屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（下）[C];2001年

2 范培云;馮西賢;;空間行波管應(yīng)用進(jìn)展及前景[A];中國電子學(xué)會(huì)真空電子學(xué)分會(huì)第十九屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（上冊(cè)）[C];2013年

3 陳寧;;行波管可靠性預(yù)計(jì)模型研究[A];中國電子學(xué)會(huì)真空電子學(xué)分會(huì)第十九屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（上冊(cè)）[C];2013年

4 孫添飛;李想;孫萌;倪盈盛;;一種大功率脈沖行波管熱態(tài)輸出駐波比的測(cè)量方法[A];第八屆華東三省一市真空學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2013年

5 葛永基;陳淑華;;應(yīng)用微機(jī)的行波管掃頻熱測(cè)系統(tǒng)[A];1985年全國微波會(huì)議論文集[C];1985年

6 趙洪;羅馬奇;陳炳榮;;行波管測(cè)量的行波形成新算法[A];2010’中國西部聲學(xué)學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2010年

7 陳銀杏;鄔顯平;;TWT中的混沌現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)觀察[A];中國電子學(xué)會(huì)真空電子學(xué)分會(huì)第十二屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];1999年

8 宮玉彬;王文祥;;脊加載環(huán)板行波管的二維非線性理論研究[A];中國電子學(xué)會(huì)真空電子學(xué)分會(huì)第十二屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];1999年

9 蔡紹倫;;衛(wèi)星地面站用通信行波管的高頻設(shè)計(jì)[A];中國電子學(xué)會(huì)真空電子學(xué)分會(huì)第十一屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];1997年

10 李慶績;趙士錄;;增加行波管線性工作范圍的研究[A];中國電子學(xué)會(huì)真空電子學(xué)分會(huì)第十一屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];1997年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前2條

1 劉欣;新型大功率行波管通過設(shè)計(jì)定型鑒定[N];經(jīng)濟(jì)參考報(bào);2003年

2 山東 金明杰 馬存兵 郎東風(fēng);2GC 2WH-01型微波發(fā)信系統(tǒng)的技術(shù)改造[N];電子報(bào);2006年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 顏勝美;多注太赫茲折疊波導(dǎo)行波管技術(shù)研究[D];中國工程物理研究院;2015年

2 劉國;G波段帶狀束返波管及Ku波段帶狀束行波管高頻結(jié)構(gòu)研究[D];電子科技大學(xué);2015年

3 諸葛天祥;新型平面型級(jí)聯(lián)行波管研究[D];電子科技大學(xué);2015年

4 李建清;行波管三維非線性理論及其網(wǎng)絡(luò)并行計(jì)算[D];電子科技大學(xué);2003年

5 李斌;行波管幅相一致特性研究[D];電子科技大學(xué);2003年

6 黎澤倫;多注行波管慢波系統(tǒng)的研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2008年

7 彭維峰;行波管注波互作用時(shí)域理論與通用非線性模擬技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2013年

8 王少萌;徑向束行波管的研究[D];電子科技大學(xué);2013年

9 何俊;毫米波新型曲折波導(dǎo)行波管的研究[D];電子科技大學(xué);2010年

10 劉漾;新型角向周期加載圓波導(dǎo)行波管的研究[D];電子科技大學(xué);2012年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 劉之暢;高可靠行波管結(jié)構(gòu)分析技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2011年

2 李鵬;大功率行波管及材料的顯微研究[D];電子科技大學(xué);2012年

3 肖小義;曲折波導(dǎo)行波管互作用研究[D];電子科技大學(xué);2015年

4 張新娜;某種Ku波段脈沖行波管的高效率研究[D];電子科技大學(xué);2014年

5 王春;Q波段高效率折疊波導(dǎo)行波管的研究[D];電子科技大學(xué);2014年

6 劉敏玉;行波管電子光學(xué)系統(tǒng)仿真計(jì)算軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2014年

7 陳昌年;寬帶行波管返波振蕩及諧波抑制研究[D];電子科技大學(xué);2015年

8 劉奇佳;行波管微波非線性參數(shù)測(cè)試技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2015年

9 鄧剛;大功率柵控連續(xù)波行波管自激現(xiàn)象的研究[D];電子科技大學(xué);2014年

10 劉榮榮;耦合腔行波管電子效率的仿真優(yōu)化與實(shí)驗(yàn)研究[D];電子科技大學(xué);2015年

，

本文編號(hào)：1916888