本文關(guān)鍵詞：短毫米波曲折波導(dǎo)行波管的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：短毫米波在高速數(shù)據(jù)傳輸、新型電子材料光譜、空間研究、醫(yī)學(xué)、生物學(xué)、監(jiān)控和遙感等領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用潛力。近年來,毫米波頻段的高功率微波源在上述領(lǐng)域中的應(yīng)用極具吸引力。行波管具有高輸出功率、高電子效率和高工作增益的特性,是短毫米波頻段運用得最為廣泛的真空電子器件之一。作為全金屬結(jié)構(gòu),曲折波導(dǎo)具有堅固的結(jié)構(gòu)和良好的熱穩(wěn)定性,這使得曲折波導(dǎo)在短毫米波頻段具有制造成本低、機(jī)械強(qiáng)度高、功率容量高和頻帶寬的特點。此外,曲折波導(dǎo)的輸入輸出電路結(jié)構(gòu)簡單,采用微細(xì)加工技術(shù)制造的曲折波導(dǎo)行波管非常適合運用于短毫米波頻段,因此本文主要研究短毫米波段的曲折波導(dǎo)行波管。本論文的主要工作包括以下四點:1、設(shè)計了具有大孔徑電子注通道的140GHz曲折波導(dǎo)行波管,通過計算機(jī)軟件對慢波結(jié)構(gòu)的高頻特性進(jìn)行了分析,設(shè)計了行波管的傳輸系統(tǒng),包括盒型窗、雙曲圓弧漸變波導(dǎo)、截斷衰減器,還設(shè)計了行波管的周期永磁聚焦系統(tǒng)。利用非線性軟件計算了行波管的注-波互作用,最終設(shè)計的行波管在中心頻率處具有85W的功率輸出和42dB的增益。2、對設(shè)計的140GHz曲折波導(dǎo)行波管進(jìn)行了實驗測試,盒型窗結(jié)構(gòu)在中心頻率140GHz處的駐波系數(shù)小于1.1,整管在中心頻率140GHz處,駐波系數(shù)為1.8。最終測得行波管在137GHz-144GHz頻率范圍內(nèi)增益均在20dB之上,在中心頻點140GHz處,飽和輸出增益達(dá)到25dB。3、設(shè)計了220GHz曲折波導(dǎo)行波管,利用計算機(jī)軟件設(shè)計了行波管的高頻結(jié)構(gòu)、盒型窗、雙曲圓弧漸變波導(dǎo)、截斷衰減器、電子槍和周期永磁聚焦系統(tǒng)。通過非線性軟件計算行波管的輸出功率在220GHz處達(dá)到61.74W,增益達(dá)到26.9dB。4、為降低行波管的工作電壓,調(diào)研了非周期的角度對數(shù)曲折波導(dǎo)結(jié)構(gòu),通過新的方法計算其高頻特性,為低電壓行波管的研究提供了思路。
【關(guān)鍵詞】：短毫米波器件 全金屬慢波結(jié)構(gòu) 曲折波導(dǎo)行波管 對數(shù)螺旋結(jié)構(gòu)
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN124
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-18
• 1.1 短毫米波段真空器件的應(yīng)用及發(fā)展概況11-12
• 1.1.1 短毫米波技術(shù)概況及應(yīng)用11
• 1.1.2 短毫米波真空電子器件的研究概況11-12
• 1.2 短毫米波段曲折波導(dǎo)行波管的研究現(xiàn)狀12-16
• 1.2.1 短毫米波行波管技術(shù)的概況12-13
• 1.2.2 短毫米波曲折波導(dǎo)國外研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.3 短毫米波曲折波導(dǎo)國內(nèi)研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3 本論文的主要工作和結(jié)構(gòu)安排16-18
• 1.3.1 本論文的主要工作16-17
• 1.3.2 本論文的結(jié)構(gòu)安排17-18
• 第二章 140GHz曲折波導(dǎo)行波管的設(shè)計18-45
• 2.1 高頻系統(tǒng)的設(shè)計18-31
• 2.1.1 曲折波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的介紹和相關(guān)理論18-22
• 2.1.1.1 曲折波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的介紹18
• 2.1.1.2 色散特性18-19
• 2.1.1.3 耦合阻抗19
• 2.1.1.4 弗洛奎定理19-20
• 2.1.1.5 空間諧波20
• 2.1.1.6 曲折波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)高頻特性的理論分析20-22
• 2.1.2 140GHz曲折波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)各尺寸對高頻特性的影響22-28
• 2.1.2.1 計算機(jī)仿真方法22
• 2.1.2.2 慢波結(jié)構(gòu)各尺寸對歸一化相速度的影響22-28
• 2.1.3 有限電導(dǎo)率對高頻特性及導(dǎo)體損耗的影響28-30
• 2.1.4 曲折波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)尺寸的選定30-31
• 2.2 傳輸系統(tǒng)的設(shè)計31-38
• 2.2.1 輸入輸出窗的設(shè)計31-33
• 2.2.2 慢波結(jié)構(gòu)輸入輸出阻抗變換器的設(shè)計33-35
• 2.2.3 截斷衰減器的設(shè)計35-37
• 2.2.4 曲折波導(dǎo)行波管高頻系統(tǒng)傳輸特性的計算37-38
• 2.3 注-波互作用的設(shè)計38-41
• 2.4 聚焦磁場的設(shè)計41-43
• 2.5 本章小結(jié)43-45
• 第三章 140GHz曲折波導(dǎo)行波管的實驗研究45-55
• 3.1 行波管相關(guān)組件的加工與裝配45-48
• 3.2 傳輸特性的測試48-50
• 3.3 電子光學(xué)系統(tǒng)的調(diào)試50-51
• 3.4 行波管的熱測51-54
• 3.5 本章小結(jié)54-55
• 第四章 220GHz曲折波導(dǎo)行波管的設(shè)計55-66
• 4.1 高頻結(jié)構(gòu)的設(shè)計55-56
• 4.2 傳輸系統(tǒng)的設(shè)計56-60
• 4.2.1 輸入輸出窗的設(shè)計56-57
• 4.2.2 行波管輸入輸出阻抗變換器的設(shè)計57-58
• 4.2.3 截斷衰減器的設(shè)計58-60
• 4.2.4 高頻結(jié)構(gòu)的傳輸特性60
• 4.3 注-波互作用的設(shè)計60-61
• 4.4 電子光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計61-64
• 4.4.1 電子槍的設(shè)計61-63
• 4.4.2 聚焦系統(tǒng)的設(shè)計63-64
• 4.5 實驗加工準(zhǔn)備64-65
• 4.6 本章小結(jié)65-66
• 第五章 角度對數(shù)曲折波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的研究66-76
• 5.1 角度對數(shù)曲折波導(dǎo)的介紹67-68
• 5.2 角度對數(shù)曲折波導(dǎo)的理論分析68-69
• 5.3 非周期慢波結(jié)構(gòu)高頻特性的計算方法69-74
• 5.3.1 角度對數(shù)曲折波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)色散特性的計算69-72
• 5.3.2 角度對數(shù)曲折波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)耦合阻抗的計算72-74
• 5.4 角度對數(shù)曲折波導(dǎo)高頻特性分析74-75
• 5.5 本章小結(jié)75-76
• 第六章 總結(jié)和展望76-78
• 6.1 論文總結(jié)76
• 6.2 后續(xù)展望76-78
• 致謝78-79
• 參考文獻(xiàn)79-82
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果82-83

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