由于具有寬頻帶、大功率、高效率、高增益等優(yōu)點(diǎn),螺旋線行波管在微波/毫米波電真空器件中占據(jù)重要地位,在電子對(duì)抗、雷達(dá)和通信等軍事電子裝備中得到了廣泛的應(yīng)用。隨著電子科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,要求螺旋線行波管具有更寬的頻帶,更大的輸出功率,更長(zhǎng)的使用壽命,以及更好的散熱性能等。基于以上原因,在閱讀了大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,本論文對(duì)工作在8-18GHz的螺旋線行波管進(jìn)行了建模仿真分析。為了拓展行波管的帶寬,本文選用了T形翼片-T形夾持桿的螺旋線慢波結(jié)構(gòu),并對(duì)該螺旋線行波管的高頻系統(tǒng),能量輸入輸出裝置以及注-波互作用特性進(jìn)行了研究。本文的主要工作如下:1.確定了慢波結(jié)構(gòu)及尺寸。在研究大量慢波結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,首先選取了T形翼片-T形夾持桿的螺旋線慢波結(jié)構(gòu)作為研究對(duì)象。其次為了使該慢波結(jié)構(gòu)能滿足設(shè)計(jì)需求,我們對(duì)該慢波結(jié)構(gòu)的高頻特性進(jìn)行了仿真分析,研究各個(gè)結(jié)構(gòu)尺寸對(duì)高頻特性的影響,得到適合工作在該頻段內(nèi)的慢波結(jié)構(gòu)參數(shù)。2.對(duì)工作在8¹8GHz頻段內(nèi)的螺旋線慢波系統(tǒng)進(jìn)行注-波互作用仿真。為了抑制返波振蕩,設(shè)計(jì)出大功率的螺旋線行波管,我們研究了一種螺距和內(nèi)徑都漸變的螺旋線慢波結(jié)構(gòu),并最終確定該結(jié)... 

【文章來(lái)源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

單管的微波電子管和固態(tài)微波器件平均功率與頻率的關(guān)系

1.2 螺旋線行波管的概述1.2.1 螺旋線行波管的基本組成結(jié)構(gòu)由下圖1-2可以看出，電子槍、聚焦系統(tǒng)、慢波結(jié)構(gòu)、輸入輸出裝置和收集極[7]這些部分組成了一個(gè)完整的螺旋線行波管。圖 1- 2 螺旋線行波管的基本結(jié)構(gòu)圖（1）電子槍。需要進(jìn)入慢波電路進(jìn)行互作用換能的電子注由電子槍產(chǎn)生。在此基礎(chǔ)上，電子槍將電子注加速到某一特定速度，使得電子注的直流速度略微大于行波的相速，以便于電子注和電磁場(chǎng)能順利的進(jìn)行能量交換。（2）聚焦系統(tǒng)。由于電子注的高速運(yùn)動(dòng)以及電子之間的相互排斥，注入到慢波系統(tǒng)內(nèi)的電子會(huì)逐漸發(fā)散。而聚焦系統(tǒng)則可以約束住電子注，保證它順利通過(guò)整個(gè)慢波結(jié)構(gòu)。（3）慢波電路。慢波電路是實(shí)現(xiàn)電子注和電磁波相互作用的場(chǎng)所。在這個(gè)結(jié)構(gòu)中，高頻場(chǎng)對(duì)電子注進(jìn)行調(diào)制，調(diào)制后群聚的電子將能量交給高頻場(chǎng)。為了實(shí)現(xiàn)同步，整個(gè)過(guò)程中電磁波的相速要略小于電子注的速度。（4）輸入輸出結(jié)構(gòu)。通過(guò)輸入結(jié)構(gòu)將待放大的高頻信號(hào)送到行波管的慢波結(jié)構(gòu)上

即歸一化相速。曲線上每一點(diǎn)的斜率：( )cvcddddcddkg (2-2)即為群速gv 比光速 c 。由此可見，曲線 k f ( )不僅能呈現(xiàn)出相速pv 與頻率 f 的關(guān)系也能體現(xiàn)處群速 與頻率 之間的關(guān)系，還能反映出相速 和群速 的方向之間的關(guān)系。如圖中 a、b 曲線，群速相速同號(hào)，稱這種波為“前向波”，色散關(guān)系為正色散，c 表明相速群速方向相反，這種波稱之為“返波”，其色散關(guān)系為負(fù)色散。（3） M 關(guān)系曲線用 M 與 關(guān)系表明色散特性。如圖 2-1（c）所示，定義pM cv，gP cv，曲線上每一點(diǎn)的切線在縱坐標(biāo)軸上的截距gvcddMP M (2-3)即為光速 與波的群速 之比。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]X/Ku波段快速啟動(dòng)行波管的研制[J]. 邱立,費(fèi)娜,王嚴(yán)梅.  真空電子技術(shù). 2017(02)
[2]X波段平均功率6kW行波管的研制[J]. 劉宇榮,劉榮榮,劉斌,劉國(guó)鋼,陳凱,王大明.  真空電子技術(shù). 2017(02)
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[7]周期永磁場(chǎng)作用下的螺旋線行波管非線性返波振蕩分析[J]. 李國(guó)超,劉濮鯤,肖劉,姜勇.  真空科學(xué)與技術(shù)學(xué)報(bào). 2009(04)
[8]脊形波導(dǎo)窗的研究[J]. 王經(jīng)強(qiáng),王嚴(yán)梅.  真空電子技術(shù). 2009(02)
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博士論文
[1]新型螺旋線慢波結(jié)構(gòu)的研究[D]. 劉魯偉.電子科技大學(xué) 2013
[2]螺旋線慢波系統(tǒng)高頻特性理論分析與數(shù)值模擬[D]. 朱小芳.電子科技大學(xué) 2007
[3]微波管的熱分析[D]. 姚列明.電子科技大學(xué) 2007

碩士論文
[1]Ka波段新型夾持桿螺旋線行波管研究[D]. 陳山.電子科技大學(xué) 2018
[2]螺旋線行波管的熱力電協(xié)同仿真研究[D]. 趙健翔.電子科技大學(xué) 2018
[3]毫米波雙頻段空間行波管高頻特性研究[D]. 吳鋼雄.電子科技大學(xué) 2016
[4]螺旋線行波管中返波振蕩的理論和仿真研究[D]. 王萌發(fā).電子科技大學(xué) 2016
[5]螺旋線行波管慢波結(jié)構(gòu)的熱分析研究[D]. 趙卉.電子科技大學(xué) 2016
[6]基于制造特性的螺旋慢波結(jié)構(gòu)裝配性能仿真與優(yōu)化[D]. 呂亮霞.北京理工大學(xué) 2016
[7]寬帶行波管返波振蕩及諧波抑制研究[D]. 陳昌年.電子科技大學(xué) 2015
[8]18-40GHz連續(xù)波螺旋線行波管注—波互作用的研究[D]. 歐海林.電子科技大學(xué) 2015
[9]超寬帶螺旋線行波管設(shè)計(jì)[D]. 魯?shù)蛮i.電子科技大學(xué) 2014
[10]新型螺旋翼片加載螺旋線慢波結(jié)構(gòu)特性研究[D]. 方弦.電子科技大學(xué) 2011



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