速調(diào)管是一種基于周期性調(diào)制電子注速度實現(xiàn)振蕩或放大的微波電子器件。相對于單注速調(diào)管,在結(jié)構(gòu)方面多注速調(diào)管擁有更多的電子注數(shù)目,而在性能方面多注速調(diào)管具有更高的輸出功率和增益、更高的電子轉(zhuǎn)換效率,同時可以實現(xiàn)低電壓情況下更寬頻帶內(nèi)的能量轉(zhuǎn)化。多注速調(diào)管由于其獨特的優(yōu)越性引起更廣泛的關(guān)注,目前已成功應用于雷達導航、探測輻照、直線對撞機等領(lǐng)域。本文分別對多注速調(diào)管高頻互作用系統(tǒng)和輸入輸出系統(tǒng)進行理論研究和粒子模擬仿真研究,旨在實現(xiàn)一種S波段寬帶100k W量級微波能量輸出的多注速調(diào)管。多注速調(diào)管高頻互作用系統(tǒng)理論研究主要圍繞電子注的速度調(diào)制與群聚、空間電荷波理論、一維電子圓盤模型、二維電子圓環(huán)模型以及速調(diào)管自激振蕩機理的分析展開。隨后,據(jù)空間電荷波理論和速調(diào)管大信號理論等計算出S波段的大功率多注速調(diào)管的最初結(jié)構(gòu)參數(shù),通過仿真設計優(yōu)化出相應多注速調(diào)管的工作參數(shù)。其中結(jié)構(gòu)參數(shù)設計主要包括各諧振腔尺寸、漂移管長度、損耗的面積和厚度以及輸入輸出系統(tǒng)的尺寸等,同時為了多注速調(diào)管能夠在更寬頻帶內(nèi)和更大輸出功率下的穩(wěn)定工作,其輸入和輸出系統(tǒng)分別采用同軸和波導濾波器加載結(jié)構(gòu)設計。而工作參數(shù)設計主要包括在獲得... 

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 多注速調(diào)管發(fā)展歷程、現(xiàn)狀和未來發(fā)展方向
        1.1.1 多注速調(diào)管的發(fā)展歷程和現(xiàn)狀
        1.1.2 多注速調(diào)管的未來發(fā)展方向
    1.2 多注速調(diào)管的基本結(jié)構(gòu)與工作原理
        1.2.1 多注速調(diào)管的基本結(jié)構(gòu)
        1.2.2 多注速調(diào)管的工作原理
    1.3 多注速調(diào)管的研究方法與設計要求
    1.4 論文的組織形式和主要內(nèi)容
第二章 速調(diào)管的關(guān)鍵理論及自激振蕩機理分析
    2.1 速調(diào)管工作的關(guān)鍵物理過程
        2.1.1 電子注的速度調(diào)制與群聚
        2.1.2 群聚電子注激勵感應電流分析
    2.2 空間電荷波理論
    2.3 速調(diào)管的大信號理論
        2.3.1 一維電子圓盤模型
        2.3.2 二維電子圓環(huán)模型
    2.4 速調(diào)管的自激振蕩機理分析
        2.4.1 單腔振蕩
        2.4.2 腔間耦合
        2.4.3 回流電子
    2.5 本章小結(jié)
第三章S波段多注速調(diào)管高頻系統(tǒng)與注波互作用研究
    3.1 多注速調(diào)管的高頻系統(tǒng)設計
    3.2 多注速調(diào)管諧振腔參量的確定
        3.2.1 速調(diào)管諧振腔的選擇
        3.2.2 速調(diào)管諧振腔的間隙距離分析
        3.2.3 速調(diào)管諧振腔的參差調(diào)諧分析
        3.2.4 速調(diào)管諧振腔的結(jié)構(gòu)尺寸設計
    3.3 多注速調(diào)管諧振腔結(jié)構(gòu)尺寸的優(yōu)化分析
    3.4 多注速調(diào)管諧振腔的加載分析
    3.5 多注速調(diào)管中間諧振腔研究
        3.5.1 TM010模雙重入式單間隙圓柱形中間諧振腔理論分析
        3.5.2 中間諧振腔的仿真模擬研究
    3.6 多注速調(diào)管輸入系統(tǒng)研究
        3.6.1 輸入諧振腔與外電路的耦合分析
        3.6.2 輸入同軸窗的分析
        3.6.3 濾波器加載輸入諧振腔分析
        3.6.4 輸入系統(tǒng)的仿真模擬研究
    3.7 多注速調(diào)管輸出系統(tǒng)研究
        3.7.1 TM010模雙重入式雙間隙圓柱形輸出諧振腔理論分析
        3.7.2 輸出諧振腔與外電路的耦合分析
        3.7.3 濾波器加載輸出諧振腔分析
        3.7.4 輸出系統(tǒng)的仿真模擬研究
    3.8 本章小結(jié)
第四章 S波段多注速調(diào)管寬帶輸出窗研究
    4.1 微波圓柱盒型輸出窗結(jié)構(gòu)分析
    4.2 微波輸出窗介質(zhì)材料選擇
    4.3 微波圓柱盒型輸出窗的設計計算
    4.4 大功率微波輸出窗中鬼模的危害性分析及消除方法
    4.5 本章小結(jié)
第五章 S波段多注速調(diào)管整管的優(yōu)化設計
    5.1 S波段多注速調(diào)管整管建模
    5.2 S波段多注速調(diào)管整管的優(yōu)化設計
        5.2.1 單腔振蕩的抑制
        5.2.2 腔間耦合自激振蕩的抑制
        5.2.3 電子回流自激振蕩的抑制
    5.3 S波段多注速調(diào)管整管的粒子模擬
    5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)束語
致謝
參考文獻
攻讀碩士學位期間取得的成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]大功率速調(diào)管的技術(shù)現(xiàn)狀和最新進展[J]. 丁耀根.  真空電子技術(shù). 2020(01)
[2]S波段大功率寬帶速調(diào)管輸出窗鬼模振蕩的抑制[J]. 張志強,羅積潤,張兆傳.  電子與信息學報. 2017(03)
[3]一種新型S波段高平均功率寬帶速調(diào)管[J]. 張兆傳,沈?qū)汒?于曉娟,張峰,黃云平.  電子與信息學報. 2011(07)
[4]TM310模的同軸諧振腔與波導孔耦合及場分布研究[J]. 曹靜,丁耀根,沈斌.  電子與信息學報. 2008(06)
[5]大功率微波電真空器件的發(fā)展動向[J]. 丁耀根.  真空電子技術(shù). 2006(03)
[6]大功率微波真空電子學技術(shù)進展[J]. 廖復疆.  電子學報. 2006(03)
[7]CHIPIC軟件的電磁場計算方法[J]. 狄雋,祝大軍,劉盛綱.  電子科技大學學報. 2005(04)
[8]大功率微波真空電子器件的發(fā)展及應用[J]. 廖復疆.  真空電子技術(shù). 1992(01)

博士論文
[1]高增益相對論速調(diào)管放大器自激振蕩機理及抑制技術(shù)研究[D]. 陳永東.中國工程物理研究院 2013
[2]寬帶多注速調(diào)管的計算機模擬研究[D]. 沈斌.中國科學院研究生院（電子學研究所） 2005

碩士論文
[1]S波段大功率多注速調(diào)管的粒子模擬研究[D]. 陳亞南.電子科技大學 2019
[2]S波段雙間隙輸出腔速調(diào)管的三維數(shù)值模擬研究[D]. 常小萱.電子科技大學 2016
[3]X波段同軸多注速調(diào)管優(yōu)化及仿真[D]. 朱旭智.電子科技大學 2015
[4]C波段多注速調(diào)管高頻互作用系統(tǒng)及輸入輸出系統(tǒng)的設計及實現(xiàn)[D]. 鄭建一.電子科技大學 2015
[5]C波段多注速調(diào)管諧振腔的模擬設計與分析[D]. 蘇奭.電子科技大學 2013
[6]S波段波導窗的理論研究和設計[D]. 朱志斌.中國原子能科學研究院 2005



本文編號：3702649