X波段三軸速調(diào)管放大器自激振蕩診斷技術(shù)研究.pdf

1、三軸速調(diào)管放大器（TKA）是高功率微波在X波段實(shí)現(xiàn)相干功率合成的一種重要器件，TKA工作過程中可能出現(xiàn)的自激振蕩會(huì)對其性能造成嚴(yán)重影響。因此，開展TKA中自激振蕩的診斷技術(shù)研究對于分析和抑制自激振蕩具有重要意義。本論文提出了一種基于透波介質(zhì)和金屬鍍層的新型波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)，在對該結(jié)構(gòu)進(jìn)行理論分析和仿真研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了TKA自激振蕩診斷系統(tǒng)，開展了單間隙輸出腔TKA和雙間隙輸出腔TKA自激振蕩頻率、模式、脈寬及功率比等方面的實(shí)驗(yàn)研究。論文

2、的主要內(nèi)容如下：
　　1、介紹了TKA群聚腔內(nèi)的自激振蕩特性，分析了采用磁探針和耦合孔兩種方法對自激振蕩進(jìn)行診斷的可行性。結(jié)果表明，磁探針雖然使用靈活，但存在響應(yīng)頻率受限，造價(jià)高等缺點(diǎn)；傳統(tǒng)的耦合孔結(jié)構(gòu)基本可以適應(yīng)自激振蕩使用要求，但存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、真空密封困難等問題。
　　2、提出了一種基于透波介質(zhì)和金屬鍍層的新型波導(dǎo)耦合結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具有外形簡單緊湊，無需外部密封等優(yōu)點(diǎn)。利用CST仿真軟件，對耦合孔半徑、耦合孔厚度和高分子層

3、厚度等影響耦合度的參數(shù)進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，耦合孔半徑和厚度對耦合度影響較大，耦合孔半徑大于2mm時(shí)，出現(xiàn)多個(gè)諧振點(diǎn)，根據(jù)仿真結(jié)果并結(jié)合具體加工工藝，確定耦合孔半徑為2mm，厚度為0.1mm，高分子層厚度為3mm，在9.375GHz時(shí)設(shè)計(jì)耦合度約-35dB。利用三維粒子模擬軟件，對耦合器在熱腔條件下的性質(zhì)進(jìn)行了研究，并對耦合器在X波段TKA上的應(yīng)用進(jìn)行了模擬，仿真結(jié)果顯示，該耦合器可以實(shí)現(xiàn)對TKA腔內(nèi)X波段自激振蕩的診斷。
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4、、根據(jù)自激振蕩診斷需求，完成了對耦合器的加工，并利用矢量網(wǎng)絡(luò)測試儀進(jìn)行了冷腔實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，在9.375GHz時(shí)，器件耦合度為-25.68dB，在11.5GHz時(shí)，器件耦合度為-32.07dB，滿足設(shè)計(jì)要求。搭建了基于耦合器的TKA自激振蕩診斷系統(tǒng)，進(jìn)而分別對單間隙和雙間隙TKA進(jìn)行了在線診斷，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，對單間隙 TKA來說，在其工作導(dǎo)引磁場范圍內(nèi)，漂移管內(nèi)的自激振蕩頻率主要為9.92GHz和10.85GHz，其在漂移管內(nèi)對應(yīng)的模式