行波器件是利用電子注與行波相互作用并發(fā)生能量交換的一種線性注真空電子器件。行波器件中最常見的兩類器件是行波放大器和返波振蕩器,其功率大、效率高、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于各類軍事、民用領(lǐng)域,是電子系統(tǒng)中應(yīng)用最廣泛的兩類微波源。隨著現(xiàn)代雷達(dá)技術(shù)、電子對(duì)抗以及衛(wèi)星通信等領(lǐng)域的高速發(fā)展,精密追蹤、高分辨率成像、高速率通信以及大數(shù)據(jù)容量傳輸?shù)燃夹g(shù)得到了廣泛的應(yīng)用,這對(duì)大功率行波器件的研制提出了更高的要求。在大功率行波器件研制過程中出現(xiàn)了返波振蕩、大功率寬帶輸能技術(shù)等關(guān)鍵性技術(shù)問題;另外,面對(duì)固態(tài)器件的迅猛發(fā)展,亟需開展大功率、高效率的新型行波器件的研究,使傳統(tǒng)的真空電子器件煥發(fā)新的活力,從而在固態(tài)器件的競(jìng)爭(zhēng)中保持優(yōu)勢(shì)。鑒如此,本學(xué)位論文從理論分析、仿真設(shè)計(jì)以及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證等方面入手,對(duì)返波振蕩、大功率寬帶輸能技術(shù)以及新型行波器件的設(shè)計(jì)等關(guān)鍵性問題進(jìn)行了研究,具體開展了以下創(chuàng)新性的工作:1.開展了返波振蕩理論及抑制方法的研究�；谄査菇�(jīng)典小信號(hào)理論,對(duì)返波管的特征方程和返波增益進(jìn)行了求解,并以一只螺旋線行波管為例,對(duì)其返波起振長(zhǎng)度進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算;推導(dǎo)出了相速漸變線路返波小信號(hào)增益表達(dá)式,分析了不同...

【文章頁數(shù)】：161 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 行波器件
    1.3 特殊慢波結(jié)構(gòu)的研究進(jìn)展
        1.3.1 新型螺旋線類慢波結(jié)構(gòu)
        1.3.2 新型曲折線類慢波結(jié)構(gòu)
        1.3.3 新型正弦波導(dǎo)類慢波結(jié)構(gòu)
        1.3.4 光子晶體類慢波結(jié)構(gòu)
        1.3.5 超材料慢波結(jié)構(gòu)
    1.4 返波振蕩的研究現(xiàn)狀
    1.5 輸能耦合裝置的研究現(xiàn)狀
    1.6 大功率行波器件面臨的關(guān)鍵性問題
    1.7 本論文的研究?jī)?nèi)容和結(jié)構(gòu)安排
第二章 返波振蕩理論及抑制方法的研究
    2.1 引言
    2.2 返波振蕩物理機(jī)制
    2.3 返波管小信號(hào)工作方程
        2.3.1 相關(guān)參數(shù)的描述
        2.3.2 行波場(chǎng)對(duì)電子注的作用
        2.3.3 電子注對(duì)行波場(chǎng)的作用
        2.3.4 返波管特征方程及求解
        2.3.5 返波起振長(zhǎng)度的計(jì)算
        2.3.6 數(shù)值模擬與討論
    2.4 相速漸變返波增益的研究
        2.4.1 漸變線路的返波增益
        2.4.2 不同相速變化形式的返波增益討論
            2.4.2.1 均勻相速的返波增益
            2.4.2.2 相速線性漸變程度的返波增益
            2.4.2.3 不同相速漸變方式的返波增益
    2.5 本章小結(jié)
第三章 大功率寬帶輸能技術(shù)的研究
    3.1 引言
    3.2 大功率寬帶錐狀同軸型輸能裝置的研究
        3.2.1 大功率寬帶錐狀同軸輸能窗
        3.2.2 錐狀同軸輸能窗-SMA接頭輸出
        3.2.3 錐狀同軸輸能窗的測(cè)試
        3.2.4 錐狀同軸輸能窗-雙脊波導(dǎo)輸出
    3.3 大功率寬帶雙脊波導(dǎo)輸能裝置的研究
        3.3.1 雙脊波導(dǎo)圓形輸能窗
        3.3.2 雙脊波導(dǎo)矩形窗
            3.3.2.1 單面焊接雙脊波導(dǎo)矩形窗
            3.3.2.2 單面焊接雙脊波導(dǎo)矩形窗測(cè)試
            3.3.2.3 雙面焊接雙脊波導(dǎo)矩形窗
            3.3.2.4 雙面焊接雙脊波導(dǎo)矩形窗測(cè)試
        3.3.3 同軸-雙脊波導(dǎo)矩形窗轉(zhuǎn)換
            3.3.3.1 后饋式同軸-雙脊波導(dǎo)窗轉(zhuǎn)換
            3.3.3.2 直插式同軸-雙脊波導(dǎo)窗轉(zhuǎn)換
            3.3.3.3 直插式同軸-雙脊波導(dǎo)窗測(cè)試
    3.4 本章小結(jié)
第四章 螺旋線行波管大功率寬帶方案的設(shè)計(jì)
    4.1 引言
    4.2 螺距-半徑雙漸變螺旋線慢波結(jié)構(gòu)的建模
    4.3 螺旋線慢波結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
        4.3.1 高頻特性參數(shù)的計(jì)算
        4.3.2 單周期螺旋線慢波結(jié)構(gòu)
        4.3.3 單周期螺旋線慢波結(jié)構(gòu)高頻特性
    4.4 互作用慢波電路方案的設(shè)計(jì)
    4.5 返波振蕩的模擬分析
        4.5.1 返波增益的數(shù)值計(jì)算
        4.5.2 返波起振長(zhǎng)度的仿真分析
    4.6 傳輸特性的研究
    4.7 PIC注-波互作用的模擬仿真
        4.7.1 CST粒子工作室及PIC高性能計(jì)算
        4.7.2 PIC粒子模擬的仿真模型
        4.7.3 PIC粒子模擬的結(jié)果分析
    4.8 本章小結(jié)
第五章 X/Ku波段螺旋線行波管大功率寬帶技術(shù)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    5.1 引言
    5.2 寬帶大功率輸能耦合裝置的加工
        5.2.1 矩形陶瓷窗的焊接
        5.2.2 同軸線-阻抗變換部分焊接
        5.2.3 雙脊波導(dǎo)輸能裝置的整體焊接
    5.3 寬帶大功率行波管慢波電路的加工與裝配
        5.3.1 螺旋線慢波結(jié)構(gòu)的加工
        5.3.2 管殼的加工
        5.3.3 慢波電路的組裝
        5.3.4 輸能裝置的組裝
    5.4 大功率寬帶行波管的實(shí)驗(yàn)測(cè)試
        5.4.1 排氣性實(shí)驗(yàn)
        5.4.2 整管反射系數(shù)的測(cè)試
        5.4.3 整管熱測(cè)實(shí)驗(yàn)
    5.5 本章小結(jié)
第六章 大功率新型小型化返波振蕩器的研究
    6.1 引言
    6.2 超材料的基本結(jié)構(gòu)
    6.3 超材料有效本構(gòu)參數(shù)的研究
    6.4 超材料慢波結(jié)構(gòu)高頻特性
        6.4.1 色散特性
        6.4.2 耦合阻抗
    6.5 超材料慢波結(jié)構(gòu)傳輸特性
        6.5.1 傳輸結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與仿真
        6.5.2 帶反射器傳輸結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
    6.6 注-波互作用的模擬分析
        6.6.1 級(jí)聯(lián)型返波振蕩器的工作原理
        6.6.2 級(jí)聯(lián)型返波振蕩器的相位一致性研究
        6.6.3 注-波互作用的模擬分析
        6.6.4 注-波互作用結(jié)果分析
    6.7 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
    7.1 全文總結(jié)
    7.2 后續(xù)工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間取得的成果



本文編號(hào)：3768951