發(fā)布時(shí)間：2022-01-05 09:35

　　普通磁控管在向毫米波、短毫米波和太赫茲方向發(fā)展時(shí),遇到了嚴(yán)重的問(wèn)題:首先,因磁控管腔體尺寸與波長(zhǎng)成正比,隨著頻率逐漸提高,腔體尺寸將越來(lái)越小;其次,直流磁場(chǎng)與波長(zhǎng)成反比,波長(zhǎng)越短,磁場(chǎng)越高;再次,陰極尺寸小,所需電流密度增大,導(dǎo)致電子回轟很強(qiáng)烈,這將嚴(yán)重影響熱陰極的壽命;最后,隨著尺寸的縮小,采用隔膜帶解決π模磁控管模式分隔問(wèn)題也難以實(shí)現(xiàn)。因此,在毫米波及以上波段,人們提出了許多方法來(lái)實(shí)現(xiàn)毫米波M型器件的研制,例如同軸磁控管方案、普通磁控管方案、反同軸磁控管方案和空間諧波磁控管方案。其中空間諧波磁控管（SHM）被認(rèn)為是最有效的設(shè)計(jì)之一,與π模基波普通磁控相比,空間諧波磁控管可以增大諧振腔尺寸,降低工作磁場(chǎng),并有效提高模式分隔度。國(guó)內(nèi)目前尚無(wú)W波段磁控管工程化產(chǎn)品報(bào)道,對(duì)于空間諧波磁控管的研究還處于起步階段,基于此,本文詳細(xì)地分析與研究了W波段非π�？臻g諧波磁控管的作用機(jī)理與工作特性,提出了W波段空間諧波磁控管優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本思路,對(duì)空間諧波磁控管的工作效率進(jìn)行了比較系統(tǒng)的理論分析,一定程度上填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空間諧波磁控管的理論空缺。論文主要內(nèi)容如下:首先,論文系統(tǒng)地分析了無(wú)隔模帶諧振系統(tǒng)中多模瞬... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)電子科技集團(tuán)公司電子科學(xué)研究院北京市

【文章頁(yè)數(shù)】：168 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

電磁波譜圖

[1-6]。圖1.2 不同海拔高度大氣平均衰減與頻率的關(guān)系在真空電子器件領(lǐng)域產(chǎn)生W波段高功率輻射的器件主要有回旋器件、O型器件和M型器件�；匦推骷ぷ鲿r(shí)，一般選用諧波工作方式，需要較高的工作磁場(chǎng)，從而導(dǎo)致體積重量較大；O型器件由于受到慢波結(jié)構(gòu)尺寸的限制，功率隨頻率急劇下降，功率容量低，要實(shí)現(xiàn)kW級(jí)功率輸出相當(dāng)困難；M型器件中磁控管是一種振蕩器件，它存在相位特性差、噪聲系數(shù)高等問(wèn)題，但W波段磁控管是一種脈沖功率大、體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的電真空器件，是一種性?xún)r(jià)比非常高的W波段微波源。1.2 研究背景和意義W 波段磁控管是一種可以實(shí)現(xiàn)短毫米微波射頻輸出的電真空器件，它具有電壓低、功率高、體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)

波段 O 型器件主要包括 W 波段行波管和 W 波段速調(diào)管。W 波折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)，具有高效率、寬帶寬的優(yōu)點(diǎn)，但是功率容百 W 量級(jí)，可作為 W 波段放大鏈路前級(jí)或者功率要求偏小的管一般采用擴(kuò)展互作用技術(shù)，也稱(chēng)為 W 波段 EIK，具有高功益和寬帶寬的優(yōu)點(diǎn)，最大脈沖功率可達(dá) 2kW，增益高達(dá) 45dB5%，是一種優(yōu)質(zhì)的 W 波段微波源，它的缺點(diǎn)是工藝難度大、制造價(jià)比要求高的場(chǎng)合受限。波段 M 型器件主要指 W 波段磁控管，作為一種正交場(chǎng)器件，它輕、電壓低、功率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。但磁控管是一種振蕩特性差、噪聲系數(shù)高等問(wèn)題。它的優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)為：小，重量輕。W 波段磁控管的外形尺寸一般小于 100mm×100mm在 0.5-2.0kg 之間。烏克蘭射電天文研究所研制的 1kW 小型化積僅為 50mm×50mm×90mm，如圖 1.3 所示，其重量為 0.46kg，重量?jī)H為 0.35kg 。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[9]Ka波段磁控管冷陰極技術(shù)研究[J]. 黎深根,李鳳玲,楊金生.  真空電子技術(shù). 2014(03)
[10]W波段空間諧波磁控管π/2模品質(zhì)因數(shù)的計(jì)算[J]. 杜波,楊金生,黎深根.  真空電子技術(shù). 2014(01)

博士論文
[1]微波管中抑制柵電子發(fā)射及其冷陰極的探索[D]. 蔣軍.中國(guó)科學(xué)院研究生院（上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所） 2006

碩士論文
[1]冷陰極電子槍的設(shè)計(jì)及應(yīng)用研究[D]. 杜小飛.東南大學(xué) 2017
[2]S波段可調(diào)諧軸向輸出相對(duì)論磁控管的研究[D]. 史迪夫.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2012



本文編號(hào)：3570115