【摘要】：微波電真空器件因?yàn)榫哂泄ぷ鲙拰?輸出功率大,效率高等優(yōu)點(diǎn),故而被廣泛應(yīng)用于通信、雷達(dá)、衛(wèi)星導(dǎo)航、電子對(duì)抗等領(lǐng)域。其中,行波管因?yàn)槠錈o(wú)與倫比的寬頻帶特性,成為在上述領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛的一類微波管。為了追求高工作頻段帶來(lái)的高分辨率、器件小型化等優(yōu)點(diǎn),人們對(duì)電磁波的研究逐步從微波頻段來(lái)到毫米波頻段,甚至太赫茲頻段,而220 GHz作為一個(gè)電磁波在大氣中傳播衰減較小的重要大氣窗口的中心頻率,成為了近來(lái)的研究熱點(diǎn),所以研究適用于G波段的行波管慢波結(jié)構(gòu)具有重要的科學(xué)意義與應(yīng)用前景。本論文主要研究任務(wù)是優(yōu)化設(shè)計(jì)一種新型的適用于G波段的交錯(cuò)雙柵慢波結(jié)構(gòu),并在此基礎(chǔ)上,為這種慢波結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)匹配良好的輸入輸出耦合裝置。然后通過(guò)仿真模擬和加工實(shí)物后進(jìn)行冷測(cè)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證設(shè)計(jì)方案的可行性。本論文主要研究?jī)?nèi)容分為4個(gè)部分:一、G波段T型交錯(cuò)雙柵慢波結(jié)構(gòu)的研究。提出了一種T型交錯(cuò)雙柵慢波結(jié)構(gòu),對(duì)其結(jié)構(gòu)單元的高頻特性進(jìn)行了仿真分析,并對(duì)它的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了掃描優(yōu)化,得到各個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)的最佳值。隨后比較T型交錯(cuò)雙柵慢波結(jié)構(gòu)與常規(guī)交錯(cuò)雙柵慢波結(jié)構(gòu)的高頻特性,得出了這種T型交錯(cuò)雙柵慢波結(jié)構(gòu)對(duì)于高頻特性具有一定的改善的結(jié)論。二、輸入輸出耦合裝置的設(shè)計(jì)。針對(duì)本文的T型交錯(cuò)雙柵慢波結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了兩種輸入輸出耦合裝置,第一種是E面彎波導(dǎo)輸入輸出耦合裝置,第二種是H面彎曲雙脊波導(dǎo)輸入輸出耦合裝置。對(duì)兩者進(jìn)行了仿真模擬來(lái)驗(yàn)證方案的可行性,然后對(duì)第二種結(jié)構(gòu)提出了改進(jìn)方案,使之更加適用于本文的T型交錯(cuò)雙柵行波管。三、冷測(cè)實(shí)驗(yàn)研究。加工T型交錯(cuò)雙柵慢波結(jié)構(gòu)和輸入輸出耦合裝置并進(jìn)行冷測(cè)實(shí)驗(yàn),測(cè)試結(jié)果驗(yàn)證了T形交錯(cuò)雙柵慢波結(jié)構(gòu)與輸入輸出耦合裝置方案的可行性,但是也發(fā)現(xiàn)了一些需要改進(jìn)的地方,提出了相應(yīng)的改進(jìn)的方法。四、G波段行波管的注波互作用研究。為了解決自激振蕩問(wèn)題,給出了集中衰減器的三種方案。然后采用了厚度漸變衰減片,起到了良好的集中衰減作用。對(duì)擁有70個(gè)周期慢波結(jié)構(gòu)的行波管進(jìn)行了注波互作用仿真計(jì)算。與此同時(shí),還研究了不同頻率和輸入功率對(duì)行波管輸出功率的影響。最后探究了相速跳變技術(shù)。
【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】：2019
【分類號(hào)】：TN124
【圖文】：

THz真空電子放大器的概念圖

真空電子器件不同頻段對(duì)應(yīng)的最高輸出功率

不同頻率的電磁波在空氣中的衰減

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2798749