本文選題：平面行波管 + 平面帶狀電子槍　； 參考：《東南大學》2015年碩士論文

【摘要】：為了滿足在毫米波、太赫茲頻段對寬頻帶、高增益真空電子器件行波管(TWT-Traveling wave tube)的需求,同時達到節(jié)約成本,易于大規(guī)模生產(chǎn)的目的,小型化、平面化已成為行波管發(fā)展的必然趨勢。平面電子注具有良好的聚焦性和層流性,利用平面電子注作為行波管的發(fā)射源,已成為熱門研究。本文重點研究了平面曲折線行波管中的平面橢圓形帶狀電子槍的設計,平面慢波結(jié)構(gòu)(SWS-Slow wave structure)的冷特性以及整管的PIC (Particle-in-cell)熱性能。為提升曲折線行波管的效率,本文還研究了電磁帶隙(EBG-Electromagnetic band gap)背板結(jié)構(gòu)對于平面行波管性能的影響。第二章完成了平面橢圓型帶狀電子槍和周期永磁聚焦系統(tǒng)的設計建模和仿真。提出了電子槍設計的完整流程,分析了電子槍結(jié)構(gòu)參數(shù)對于電子槍性能的影響,經(jīng)過優(yōu)化最終得到的電子槍滿足平面TWT的要求。第三章建立了平面慢波結(jié)構(gòu)模型,并對平面慢波結(jié)構(gòu)的色散、耦合阻抗和傳輸損耗特性進行了仿真分析。分析比較了普通理想導體PEC (Perfect Electric Conductor)襯底和EBG襯底對于平面慢波結(jié)構(gòu)冷特性的不同影響。此外邊界條件、積分線位置對平面慢波結(jié)構(gòu)冷特性的影響也進行了討論分析。第四章利用CST微波工作室,完整的進行了行波管的整管PIC仿真,并利用CST后處理程序得到了整管仿真數(shù)據(jù),并對其進行了處理分析。此外還研究了行波管的掃頻特性,輸入輸出功率關系,以及行波管慢波結(jié)構(gòu)長度對輸出功率的影響。并對普通介質(zhì)背板和EBG背板對于整管性能的影響進行了比較。
[Abstract]:In order to meet the needs of the millimeter wave and the terahertz band for the wide band, high gain vacuum electronic device (TWT-Traveling wave tube), at the same time, the purpose of saving the cost and being easy to be produced in large scale has become the inevitable trend of the development of the traveling wave tube. As the source of the traveling wave tube, the plane electron beam has become a hot research. This paper focuses on the design of the plane elliptical band electron gun in the planar flexure TWT, the cold characteristics of the planar slow wave structure (SWS-Slow wave structure) and the PIC (Particle-in-cell) thermal performance of the whole tube. The effect of the EBG-Electromagnetic band gap back plate structure on the performance of the planar traveling wave tube is also studied. The design modeling and Simulation of the plane elliptical belt electron gun and the periodic permanent magnetic focusing system are completed in the second chapter. The complete flow process of the design of the electronic gun is put forward, and the performance of the electronic gun is divided into the performance of the electronic gun. In the third chapter, the planar slow wave structure model is established, and the dispersion, coupling impedance and transmission loss characteristics of the planar slow wave structure are simulated and analyzed in the third chapter. The common ideal conductor PEC (Perfect Electric Conductor) substrate and the EBG substrate are analyzed and compared. The influence of the cold characteristics of the slow wave structure is different. In addition, the influence of the boundary condition and the position of the integral line on the cold characteristic of the planar slow wave structure is also discussed and analyzed. The fourth chapter uses the CST Microwave Studio to complete the whole tube PIC simulation of the traveling wave tube, and uses the CST post processing program to get the whole tube simulation data, and the processing points are carried out. In addition, the sweep characteristics of the TWT, the relationship between the input and output power and the influence of the length of the traveling wave tube slow wave structure on the output power are also studied. The influence of the common medium back plate and the EBG backplane on the performance of the whole tube is also compared.
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN124

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本文編號：1952333