行波管諧波注入技術(shù)研究.pdf

1、行波管憑借其高功率、高頻率的優(yōu)越性能在衛(wèi)星通訊、電子戰(zhàn)、航天和雷達(dá)等設(shè)備中廣泛應(yīng)用。它是通過(guò)電磁波與電子注之間的相互作用，從電子注獲得能量，實(shí)現(xiàn)高頻信號(hào)的放大。行波管中電磁波與電子注之間的相互作用本質(zhì)上屬于非線性過(guò)程，會(huì)造成輸入信號(hào)的非線性失真，因此輸出信號(hào)中除了包括輸入的信號(hào)之外，還包括各階諧波信號(hào)和輸入信號(hào)之間的互調(diào)信號(hào)。 為了抑制行波管中的二次諧波和三階互調(diào)(3IM)，提高行波管的線性度，諧波注入從二十世紀(jì)70年代就被提出

2、，但隨著計(jì)算機(jī)模擬的廣泛使用，最近幾年才得到詳細(xì)的研究。諧波注入是改善行波管非線性現(xiàn)象的一種重要手段，它在輸入基波信號(hào)的同時(shí)注入適當(dāng)功率、相位的二次諧波，能有效地抑制行波管由于非線性失真所產(chǎn)生的諧波及交調(diào)信號(hào)。整個(gè)研究工作從分析原因入手，然后給出解決方法，最后從模擬計(jì)算結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)果論證了理論的正確性和方法的可行性，從模擬和實(shí)驗(yàn)兩方面都達(dá)到了抑制二次諧波和三階互調(diào)，提高行波管線性度的目的。本文的主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面： 1．從

3、行波管互作用原理入手，分析了行波管內(nèi)部非線性產(chǎn)生的物理機(jī)制，系統(tǒng)分析了行波管一維和三維理論模型。 2．使用三維模型模擬行波管諧波注入后對(duì)二次諧波的抑制效果。模擬結(jié)果表明在寬帶螺旋線行波管中，通過(guò)二次諧波注入能有效的提高基波輸出功率，抑制二次諧波最多達(dá)25dB，從而大大降低了行波管的非線性；同時(shí)通過(guò)諧波注入抑制低頻段二次諧波輸出功率，從而可以拓展低頻端帶寬。 3．使用三維模型模擬行波管諧波注入后對(duì)三階互調(diào)的抑制效果。模擬結(jié)