毫米波双频段空间行波管高频特性研究

发布时间：2017-10-26 13:25

  本文关键词：毫米波双频段空间行波管高频特性研究

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【摘要】：双频段行波管是指一个慢波电路可工作在两个频段的行波管,要求行波管具有尽可能宽的工作带宽和尽可能大的输出功率。毫米波双频段空间行波管的研究在军事战略的发展方面有着重大意义,它不仅可以使我方雷达、通信装备大大提高灵活机动性,减少体积、重量、功耗,而且更重要的是可以有效避开敌方的干扰。目前来说,对于同一个慢波系统能够工作在两个不同工作频段行波管的研究,还仅限于国外的一些行波管研究机构,有关这方面的研究在国内还是空白。本论文主要提出了一种能工作在Ka/Q频段(29GHz~31GHz及43.5GHz~45.5GHz)的双频段螺旋线行波管高频结构,分析了该高频结构对于双频段行波管的可行性,并通过仿真软件对整管结构参数进行设计,对整管的注-波互作用进行仿真模拟,得出各种输出参数,结果表明所设计的双频段螺旋线空间行波管有较好的输出指标,符合设计要求。本论文的研究可以为双频段行波管的研制和探索提供一定的参考价值,具有重要的研究意义,本文的主要工作包括以下几个方面:1.利用三维电磁仿真软件HFSS15.0对适合于双频段行波管慢波结构的高频特性进行了仿真,分析得出结构尺寸对高频特性的影响情况。2.利用CST软件设计并优化了Ka/Q波段双频段行波管的同轴线输能结构以及输出窗。3.利用ORION软件设计了Ka/Q双频段螺旋线行波管整管的结构参数以及工作参数,利用CST软件建立完整的三维仿真模型,对行波管的注-波互作用进行了PIC模拟。仿真结果显示:所设计的Ka/Q双频段螺旋线行波管在29GHz~31GHz范围内,输出功率大于238.8W,增益大于43.96dB,电子效率大于12.76%;在43.5GHz~45.5GHz范围内,输出功率大于243.9W,增益大于43.86d B,电子效率为11.92%。
【关键词】：双频段 空间螺旋线行波管 高频特性 注-波互作用
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN124
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 引言10-11
• 1.2 空间行波管11-14
• 1.2.1 空间行波管的发展趋势12-13
• 1.2.2 双频段空间行波管13
• 1.2.3 国内外双频段行波管的发展状况13-14
• 1.3 课题的研究意义14-15
• 1.4 论文的主要工作及结构组织15-16
• 第二章 螺旋线行波管的基本理论16-26
• 2.1 引言16
• 2.2 螺旋线行波管的基本组成结构16-17
• 2.3 螺旋线行波管的基本工作原理17-18
• 2.4 螺旋线行波管的主要特性18-23
• 2.4.1 慢波结构的高频特性18-21
• 2.4.2 螺旋线行波管主要参量21-23
• 2.5 螺旋线行波管带宽拓展技术23-25
• 2.6 本章小结25-26
• 第三章 Ka/Q波段双频段螺旋线行波管高频特性的研究26-43
• 3.1 引言26
• 3.2 几种典型的拓展带宽慢波结构26-29
• 3.3 一种Ka/Q双频段螺旋线高频特性的研究29-41
• 3.3.1 高频特性仿真软件介绍29-31
• 3.3.2 夹持杆嵌入式慢波结构高频特性仿真31-34
• 3.3.3 结构参数的改变对高频特性的影响34-41
• 3.4 本章小结41-43
• 第四章 Ka/Q波段双频段螺旋线行波管输能结构的设计43-54
• 4.1 引言43
• 4.2 输能结构的设计43-45
• 4.2.1 耦合结构的选取43-44
• 4.2.2 同轴线与螺旋线耦合匹配的方式44-45
• 4.3 Ka/Q波段双频段螺旋线行波管输能结构仿真设计45-53
• 4.3.1 同轴线与慢波电路耦合结构的仿真设计45-48
• 4.3.2 同轴线耦合结构阻抗变换仿真与设计48-49
• 4.3.3 输能窗的设计与仿真49-51
• 4.3.4 衰减器及整管传输特性的仿真51-53
• 4.4 本章小结53-54
• 第五章 Ka/Q双频段螺旋线行波管注-波互作用的模拟与仿真54-72
• 5.1 引言54-55
• 5.2 注-波互作用初始参量的确定55-56
• 5.2.1 工作电压55-56
• 5.2.2 聚焦磁场56
• 5.3 Ka/Q双频段螺旋线行波管互作用电路的设计56-62
• 5.4 Ka/Q双频段螺旋线行波管PIC仿真62-71
• 5.5 本章小结71-72
• 第六章 总结与展望72-74
• 6.1 对本文工作的总结72
• 6.2 工作的展望72-74
• 致谢74-75
• 参考文献75-78

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：1098838