【摘要】：毫米波技術(shù)在毫米波雷達(dá)、毫米波末制導(dǎo)和電子對(duì)抗領(lǐng)域發(fā)揮了重要作用,特別鑒于V波段毫米波具有獨(dú)特的大氣衰減特性,使其在保密通信領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用價(jià)值,而這些技術(shù)的核心器件就是毫米波功率源。我們一般將毫米波功率源分成兩種類(lèi)型:固態(tài)功率源器件和電真空器件。目前,由于半導(dǎo)體技術(shù)的快速發(fā)展,固態(tài)功率源的成本急速下降,大規(guī)模集成化且易于加工的固態(tài)功率源已經(jīng)占據(jù)了大部分低頻及低功率的電子應(yīng)用領(lǐng)域。但隨著工作頻率和功率要求的上升,電真空器件在高頻段具有的寬頻帶、高功率容量以及抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn),使其成為毫米波通信領(lǐng)域不可替代的核心器件。O型電真空器件的最關(guān)鍵部位是慢波結(jié)構(gòu),其性能的優(yōu)劣將直接影響整個(gè)器件的工作狀態(tài)。微帶曲折慢波結(jié)構(gòu)是一種新型的慢波結(jié)構(gòu),它的實(shí)體體積較小,所要求的工作電壓較低,工作頻帶寬而且適用于微細(xì)加工技術(shù)制造,成為毫米波行波管新型慢波結(jié)構(gòu)研究的一個(gè)熱點(diǎn)。本文設(shè)計(jì)了3種V波段改進(jìn)型的U型曲折慢波結(jié)構(gòu):介質(zhì)桿支撐加脊U型微帶曲折慢波結(jié)構(gòu)、多脊U型微帶曲折慢波結(jié)構(gòu)和基底懸空U型微帶曲折慢波結(jié)構(gòu)。文中對(duì)三種結(jié)構(gòu)在V波段的高頻特性、傳輸特性以及注波互作用特性進(jìn)行了詳細(xì)研究。本論文的主要內(nèi)容如下:1.分析微帶結(jié)構(gòu)導(dǎo)體帶的相關(guān)參數(shù)對(duì)微帶曲折慢波結(jié)構(gòu)的影響,出并驗(yàn)證了這種慢波結(jié)構(gòu)的輸入輸出阻抗匹配設(shè)計(jì)方法。2.設(shè)計(jì)了介質(zhì)桿支撐加脊U型微帶曲折慢波結(jié)構(gòu),調(diào)整優(yōu)化參數(shù)后使其可工作于V波段。研究分析了該結(jié)構(gòu)的高頻特性及傳輸特性,最后完成該結(jié)構(gòu)的注波互作用模擬。3.設(shè)計(jì)多脊U型微帶曲折慢波結(jié)構(gòu),對(duì)比了它與普通U型和單脊U型的高頻特性。研究分析了該結(jié)構(gòu)高頻特性和傳輸特性,最后完成注波互作用模擬。4.設(shè)計(jì)基底懸空U型微帶曲折慢波結(jié)構(gòu),分析了它的高頻特性和傳輸特性,并完成了該結(jié)構(gòu)的注波互作用粒子模擬。
【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】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TN015
【圖文】：

正是因?yàn)槲⒉l段的電磁波具有這些特點(diǎn)，微波技術(shù)被廣泛應(yīng)用域、工農(nóng)業(yè)以及日常生活的各個(gè)方面。下表給出微波頻段的劃分[2]：表 1-1 微波頻段劃分段 S 波段 C 波段 X 波段 Ku 波段 K 波段 Ka 波段 V 波段 WHz 2~4GHz 4~8GHz 8~12GHz 12~18GHz 18~26GHz 26~40GHz 50~75GHz 75~.2 毫米波及亞毫米波的概念及特點(diǎn)毫米波的頻率范圍為 30GHz~3000GHz,這是一種介于紅外線及光之間的屬于微波頻段中的高頻電磁波。而波長(zhǎng)低于 1mm 的毫米波則特稱為亞毫米波及亞毫米波的最大特點(diǎn)就是其較短的波長(zhǎng)和較寬的頻帶寬度。與電磁波相比，毫米波除了以上兩個(gè)特點(diǎn)外，還有一個(gè)更為特殊的特性，即口”與吸收峰[3-4]。

圖 1-2 行波管結(jié)構(gòu)圖統(tǒng)作為行波管的核心部分，慢波系統(tǒng)的特性將直接影響整個(gè)行頻帶寬度以及增益大小等關(guān)鍵指標(biāo)。尤其在毫米波波段，慢波變動(dòng)都會(huì)對(duì)整個(gè)器件產(chǎn)生重大影響。折慢波結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)種類(lèi)比較典型的幾種慢波結(jié)構(gòu)有耦合腔[16-17]、梯形線[18]、曲折波導(dǎo)的螺旋線慢波結(jié)構(gòu)[21-22]。微波技術(shù)發(fā)展對(duì)行波管 出了越來(lái)越高的要求，使其不斷向著率、更寬頻帶、高可靠、長(zhǎng)壽命等方向邁進(jìn)[23]。隨著工作頻率波結(jié)構(gòu)加工也變得較為困難。傳統(tǒng)的慢波結(jié)構(gòu)在毫米波頻段中：螺旋線的橫向尺寸極小，散熱困難且功率容量小，因此螺旋

圖 1-3 微帶的基本結(jié)構(gòu)質(zhì)基片一面上的導(dǎo)體帶和敷在另一面的接地板構(gòu)成，w,導(dǎo)體帶厚度為 t。導(dǎo)體帶通常采用真空蒸發(fā)薄膜技術(shù)路技術(shù)制成，接地板材料一般選用與導(dǎo)體帶材料相同成軟材料和硬材料兩類(lèi)。軟材料如 RT Duroid 5870 和材料一般選用石英、藍(lán)寶石和氧化鋁，這類(lèi)材料的熱膨以看成是由雙根線演變而來(lái)。雙根線中傳輸?shù)氖?TE入不會(huì)破壞 TEM 波的場(chǎng)結(jié)構(gòu)，因此單純的由導(dǎo)體帶構(gòu)仍然可以傳輸 TEM 波，但微帶線在導(dǎo)帶和接地板并非充滿了整個(gè)微帶結(jié)構(gòu)，它只存在于導(dǎo)帶和金屬板生了改變，微帶中傳輸?shù)牟ū仨毻瑫r(shí)滿足導(dǎo)體邊界條知道 TEM 波的傳輸Ez和Hz都為 0，但是微帶并非如此的 TEM 波。由于介質(zhì)中的場(chǎng)比介質(zhì)與空氣界面引起

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本文編號(hào)：2790614