【摘要】：隨著通信技術(shù)的快速發(fā)展,通信系統(tǒng)的小型化和集成化要求越來越高。無源微波器件作為通信系統(tǒng)中的重要組成部分,它的小型化和集成化也受到越來越多人的關(guān)注。無源微波器件的小型化技術(shù)研究已經(jīng)成為電磁場與微波技術(shù)理論中重要的研究方向。本文基于開槽式的慢波結(jié)構(gòu)(SWS,Slow-Wave Structure),對無源微波器件的小型化技術(shù)展開研究,并利用ANSYS HFSS電磁軟件設(shè)計了多種基于慢波結(jié)構(gòu)的無源微波器件。本文的主要研究內(nèi)容如下:1.詳細(xì)研究了慢波結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)理論,分析了慢波結(jié)構(gòu)的工作原理及特性。2.提出了兩款基于缺陷地結(jié)構(gòu)(DBG,Defect Ground Structure)的慢波結(jié)構(gòu)小型化低通濾波器。該濾波器具有寬帶帶外抑制能力。并將兩款缺陷地結(jié)構(gòu)低通濾波器加工成實物測試,濾波器測試結(jié)果和仿真結(jié)果有較好的吻合。3.提出了一款新型慢波基片集成波導(dǎo)(Slow-Wave Substrate Integrated Waveguide,SW-SIW)結(jié)構(gòu)的喇叭天線。該天線工作頻率范圍為32.95GHz-34.58GHz,通信帶寬為1.63GHz,天線增益10.8dBi,和沒有慢波結(jié)構(gòu)的喇叭天線相比,大大提高了天線的工作帶寬和輻射效率。4.提出了一款終端加載偶極子陣列的SW-SIW喇叭天線。該天線的工作頻率范圍為32.87GHz-35.08GHz,通信帶寬為2.21GHz,最大輻射方向的增益為12.3dBi。該結(jié)構(gòu)增強(qiáng)了天線的增益,提高了旁瓣抑制和工作帶寬,使天線的輻射效率和性能有了較大的提升。5.提出了一款基于終端加載印制帶狀結(jié)構(gòu)的SW-SIW結(jié)構(gòu)喇叭天線,該天線的工作頻率范圍為29.67GHz-34.60GHz,通信帶寬為4.93GHz,天線增益為12.7dBi。該結(jié)構(gòu)提高了天線的工作帶寬,增益和旁瓣抑制。
【圖文】：

貴州大學(xué)碩士學(xué)位論文1.2 慢波結(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)狀慢波結(jié)構(gòu)最早是由國外 Lindenblad 在十九世紀(jì)四十年代提出來的，是一旋線形式的慢波結(jié)構(gòu)[3-4]。該結(jié)構(gòu)最初是運用于行波管中，通過降低行波管電磁波相速度，使行波管中的相速度低于電子束的速度，這樣就可以使行波的電子束與高頻電場能夠更有效的相互作用，實現(xiàn)電子動能與電磁能的相化，進(jìn)而提高行波管的性能。這種螺旋線式行波管的結(jié)構(gòu)如圖 1.1 所示，由部分組成：電子槍、慢波結(jié)構(gòu)、聚焦系統(tǒng)、能量耦合裝置、收集極[5-7]。

傳統(tǒng)的慢波結(jié)構(gòu)主要分為：螺旋線式慢波結(jié)構(gòu)和耦合腔式慢波結(jié)構(gòu)。其中螺旋線式慢波結(jié)構(gòu)的色散曲線比較平坦，而且工作帶寬比較寬，耦合腔式的慢結(jié)構(gòu)有大的功率容量。但是，傳統(tǒng)的兩種慢波結(jié)構(gòu)在高頻段都存在嚴(yán)重的問題隨著工作頻段的提升，系統(tǒng)對慢波結(jié)構(gòu)的尺寸要求會越來越小，工藝的制作以實現(xiàn)大功率輸出都存在較大的限制[8-9]。為解決該問題，美國威斯康辛大學(xué)2005-2006 年提出了一款曲折波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的行波管，該結(jié)構(gòu)的行波管可40-55GHz 的頻率下高功率輸出[10-11]，，美國加州大學(xué)戴維斯分校于 2007 年提出半周期交錯雙柵慢波結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)的行波管可以在 220GHz 工作頻段輸出功率50W[12]。美國 L-3 公司在 2010-2013 年提出了 W 波段整體極靴式曲折慢波結(jié)的脈沖行波管和柵控曲折慢波結(jié)構(gòu)的行波管，如圖 1.2 所示[13-14]。圖 1.1 螺旋線式行波管結(jié)構(gòu)圖
【學(xué)位授予單位】：貴州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TN61;TN713

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前3條

1 王文祥,宮玉彬,魏彥玉,余國芬,趙國慶;大功率行波管新型慢波線技術(shù)的進(jìn)展[J];真空電子技術(shù);2002年06期

2 劉躍武,張其劭;微帶曲折線周期慢波結(jié)構(gòu)色散特性研究[J];電子學(xué)報;1984年04期

3 彭自安;微帶型曲折線慢波結(jié)構(gòu)的研究[J];電子學(xué)報;1983年04期

本文編號：2666711