本文關鍵詞：G波段寬頻帶帶狀注行波放大器的研究

  更多相關文章： 帶狀電子注 交錯雙柵 慢波結構 行波管 G波段

【摘要】：近年來,行波管作為微波頻段應用最為廣泛的真空電子器件,在許多領域諸如通信、毫米波雷達、電子對抗、輻射測量等方面都有比較廣闊的應用。對之研究也從微波頻段逐漸到了毫米波、亞毫米波,甚至是太赫茲頻段。而與此同時,行波管中最重要的組成部件——慢波結構,它諸多高頻特性的性能直接影響著行波管整管的工作性能。因此,世界上誕生了各式各樣的慢波結構。另一方面,針對電子槍發(fā)射的電子注——帶狀電子注,相比于傳統(tǒng)的圓形電子注,能以較小的橫截面?zhèn)鬏敶箅娏?因此使得行波管具有小型化、高功率等優(yōu)點。本論文主要研究任務是設計一種能夠在G波段下工作的帶狀電子注寬頻帶行波放大器。首先,文中以W波段的常規(guī)交錯雙柵慢波結構作為研究基礎,計算并給出了在G波段下工作的常規(guī)交錯雙柵慢波結構的尺寸。在這基礎之上,利用常規(guī)交錯雙柵慢波結構的場分布特點,提出了一種改進型的慢波結構,通過仿真設計驗證了這種改進型慢波結構的優(yōu)勢所在。接著,針對慢波電路的結構特點,本文仿真設計了兩種輸入輸出耦合裝置以及在輸入輸出耦合裝置與慢波結構之間的過渡結構。最后,將行波管的幾個主要部分拼合在一起,構成了一支工作中心頻率在G波段的帶狀注寬頻帶行波管。本論文主要研究內容分為3個部分:一、G波段改進型交錯雙柵慢波結構的研究。計算并通過仿真優(yōu)化獲得G波段常規(guī)交錯雙柵慢波結構的尺寸,在這基礎之上,提出了一種改進型交錯雙柵慢波結構,并與前者在高頻特性上進行了對比分析。二、輸入輸出耦合裝置的研究。首先給出了一種適用于常規(guī)交錯雙柵慢波結構的過渡裝置,接著設計了兩種輸入輸出耦合裝置結構,分別是脊高度漸變雙脊波導結構和扇形多段漸變波導結構,對兩種結構都進行了傳輸特性分析。三、G波段行波管的研究。首先依據(jù)聚焦系統(tǒng)的特點確定了電子注發(fā)射極面積及聚焦磁場強度,接著為了解決行波管的自激振蕩的問題,設計了裝有集中衰減器的行波管模型,之后對完整的行波管進行了粒子仿真計算。與此同時,還針對慢波結構的周期個數(shù)對行波管輸出功率的影響進行了研究,并給出了最終的G波段帶狀注行波管的工作性能分析結果。
【關鍵詞】：帶狀電子注 交錯雙柵 慢波結構 行波管 G波段
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN124;TN722
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-16
• 1.1 微波電子學的發(fā)展10-11
• 1.2 行波管概述11-14
• 1.2.1 行波管的分類11-13
• 1.2.2 行波管的研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 本論文的主要工作及創(chuàng)新14-15
• 1.4 本論文的組織結構15-16
• 第二章G波段新型交錯雙柵慢波結構的研究16-29
• 2.1 引言16
• 2.2 慢波結構的幾個重要參量16-17
• 2.3 G波段常規(guī)交錯雙柵慢波結構的高頻特性17-23
• 2.4 G波段改進型交錯雙柵慢波結構的高頻特性23-27
• 2.4.1 改進型交錯雙柵慢波結構的提出23-26
• 2.4.2 改進型交錯雙柵慢波結構的優(yōu)化26-27
• 2.5 改進型交錯雙柵慢波結構與常規(guī)交錯雙柵慢波結構的對比27-28
• 2.6 本章總結28-29
• 第三章 輸入輸出耦合裝置的設計29-37
• 3.1 改進型慢波結構中過渡結構的設計29-32
• 3.2 改進型慢波結構輸入輸出耦合裝置的設計32-36
• 3.2.1 脊高度漸變雙脊波導32-34
• 3.2.2 扇形多段漸變波導34-36
• 3.3 對比及分析36
• 3.4 本章總結36-37
• 第四章G波段寬頻帶帶狀注行波管的研究37-61
• 4.1 行波管的主要參量37-41
• 4.1.1 增益37-38
• 4.1.2 帶寬38-39
• 4.1.3 功率39-41
• 4.1.4 效率41
• 4.2 聚焦磁場的設計41-44
• 4.2.1 電子注電流密度的設定42-43
• 4.2.2 軸向磁場強度的設定43-44
• 4.3 未加衰減器的G波段帶狀注行波管初步研究44-47
• 4.4 G波段帶狀注行波管中自激振蕩問題及衰減器的設計47-50
• 4.4.1 反射振蕩產生的機理及防止47-48
• 4.4.2 G波段帶狀注行波管的衰減器的設計48-50
• 4.5 G波段寬頻帶帶狀注交錯雙柵行波管的仿真及分析50-59
• 4.5.1 整管模型的傳輸特性仿真50-52
• 4.5.2 整管模型的PIC仿真52-55
• 4.5.3 慢波結構周期數(shù)對行波管輸出功率的影響55-56
• 4.5.4 G波段寬頻帶帶狀注行波管的模擬結果及分析56-59
• 4.6 本章總結59-61
• 第五章 總結及工作展望61-63
• 5.1 全文總結61-62
• 5.2 后續(xù)工作及展望62-63
• 致謝63-64
• 參考文獻64-68
• 攻讀碩士學位期間獲得的成果68-69

【參考文獻】

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本文編號：920029