X波段大功率行波管新型慢波結(jié)構(gòu)的研究.pdf

1、行波管是一種很重要的真空電子器件，它作為信號(hào)放大設(shè)備廣泛應(yīng)用在通信衛(wèi)星和軍事雷達(dá)中。比較常見的行波管有兩種，一種是耦合腔行波管，另一種是螺旋線行波管。螺旋線行波管的優(yōu)點(diǎn)是具有較寬的帶寬，但是耦合腔行波管是采用全金屬結(jié)構(gòu)，使得它不僅具有牢固的結(jié)構(gòu)和極強(qiáng)的散熱能力，同時(shí)具有高功率和高增益的優(yōu)勢(shì)。因此，耦合腔行波管的研究仍然具有很重要的意義。
　　本文主要研究一種大功率行波管新型慢波結(jié)構(gòu)：脊加載單孔交錯(cuò)耦合矩形耦合腔慢波結(jié)構(gòu)。對(duì)比傳統(tǒng)的

2、非脊加載矩形耦合腔結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具有耦合阻抗高且頻帶與之相當(dāng)?shù)奶攸c(diǎn)，更有利于行波管的小型化；與雙孔耦合矩形耦合腔慢波結(jié)構(gòu)行波管相比，單孔交錯(cuò)耦合矩形耦合腔慢波結(jié)構(gòu)行波管具有更高的耦合阻抗。本文具體工作如下：
　　1.對(duì)該新型慢波結(jié)構(gòu)的色散特性和耦合阻抗進(jìn)行了仿真結(jié)算，得到了各個(gè)結(jié)構(gòu)尺寸對(duì)高頻特性的影響規(guī)律，并在此基礎(chǔ)上優(yōu)化了慢波結(jié)構(gòu)的尺寸。此外，文章還對(duì)匹配于脊加載單孔交錯(cuò)耦合矩形耦合腔慢波結(jié)構(gòu)行波管的輸入輸出結(jié)構(gòu)、衰減器以及盒型窗

3、進(jìn)行了仿真設(shè)計(jì)，得到了高頻系統(tǒng)的傳輸特性。模擬結(jié)果顯示整個(gè)高頻系統(tǒng)的駐波系數(shù)在工作頻帶內(nèi)小于1.6。
　　2.對(duì)該慢波結(jié)構(gòu)行波管的注-波互作用進(jìn)行了模擬。在模擬過(guò)程中，我們?cè)O(shè)置劃分的網(wǎng)格數(shù)為1065672，設(shè)置的粒子數(shù)為340136。CST仿真結(jié)果顯示，在工作頻帶8.6GHz到9.5GHz范圍內(nèi)，電子效率超過(guò)17％。當(dāng)電子注電壓設(shè)置在25.95kV到26.95kV，電流為5A時(shí)，輸出功率超過(guò)20kW，增益大于38dB。