当前位置:主页 > 科技论文 > 电子信息论文 >

行波管的正向设计理论及技术研究

发布时间:2018-04-26 08:23

  本文选题:螺旋线行波管 + 高频结构 ; 参考:《电子科技大学》2015年硕士论文


【摘要】:行波管具有频带宽、输出功率大、效率高、动态范围大,环境适应性强等一系列优点,使得它成为了军事设备中应用最多的微波管。近年来,随着电子对抗、相控阵雷达等国防关键技术的发展,以及被誉为“超级器件”的微波功率模块(MPM)的兴起,对行波管的性能提出了新的要求。但是,在行波管性能显著提高的同时,相应的高频结构与互作用分布也越来越复杂,使得设计难度也大大提高,特别是对于MPM功率模块用的小型化行波管。所以,本论文围绕行波管的正向设计,主要做了以下几方面的工作:(1)在总结行波管设计流程的基础上,重点推导了行波管的电参数设计,包括效率分配,直流的电流电压,慢波相速的估计以及螺旋线尺寸的计算,给出了具体的计算解析式;研究了有无翼片加载对高频结构的高频特性的影响,在色散分布近似相同的情况下,比较了扇形翼片、T形翼片以及夹持翼片的高频性能,为高频结构的选取提供指导意见;在分析注波互作用过程的基础上,总结提出了提高行波管效率的方法,定性分析了双跳变慢波线结构对互作用效率以及谐波抑制的影响。(2)在皮尔斯小信号理论的基础上,定性推导了色散耦合阻抗成型原理,提出了色散耦合阻抗综合成型设计技术,给出了该设计技术的基本流程,并且用相应的行波管设计实例实现了对该设计技术的应用。相比于传统的行波管设计方法,该设计技术将行波管设计中的高频结构设计与互作用分布设计分离开,避免了互作用计算与高频结构优化间的反复的迭代,从而大大提高了行波管互作用区与高频结构的设计效率,同时设计的成功率也得到了很大的改善。(3)实际设计了一支用于MPM功率模块的2-6GHz小型化行波管的高频结构与互作用分布模块,通过给定的初始电参数等一系列指标,计算得到慢波相速,螺旋线的结构尺寸以及螺距值,在设计中验证了工作(1)中推导的行波管电参数以及螺旋线尺寸设计的数学计算式的正确性,利用MTSS进行仿真计算,验证了色散耦合阻抗综合成型设计技术的可行性,最终达到了设计要求。
[Abstract]:The traveling wave tube has a series of advantages such as frequency bandwidth, high output power, high efficiency, large dynamic range and strong environmental adaptability. It has made it the most widely used microwave tube in military equipment. In recent years, the development of key defense technologies such as electronic countermeasures and phased array radar, as well as the microwave power module (MPM) known as "super device" There is a new requirement for the performance of the traveling wave tube. However, while the performance of the traveling wave tube is greatly improved, the corresponding high frequency structure and interaction are becoming more and more complex, which makes the design difficulty greatly improved, especially for the miniaturized traveling wave tube used in the MPM power module. The following aspects are done: (1) on the basis of summarizing the design flow of the traveling wave tube, the electric parameter design of the traveling wave tube is mainly derived, including the efficiency distribution, the current and voltage of the DC, the estimation of the slow wave velocity and the calculation of the size of the spiral line, and the high frequency of the high frequency structure with no wing plate loading is studied. In the case of the same dispersion distribution, the high frequency properties of fan-shaped wing, T wing and clamped wing are compared, which provide guidance for the selection of the high frequency structure. On the basis of the analysis of the interaction process of wave injection, the method of improving the efficiency of the traveling wave tube is summarized and the structure of the double hopping slow wave line is qualitatively analyzed. The effect of efficiency and harmonic suppression. (2) on the basis of Pearce's small signal theory, the principle of dispersion coupled impedance molding is deduced qualitatively, the design technology of integrated dispersion coupled impedance molding is put forward, the basic flow of the design technology is given, and the application of the design of this design is realized with the corresponding design example of the line wave tube. Compared with the traditional design method of traveling wave tube, the design technique divides the high frequency structure design from the interacting distribution design in the design of the TWT, avoids the iterative iteration between the interaction calculation and the high frequency structure optimization, thus greatly improves the design efficiency of the interacting zone and the high frequency structure of the TWT, and the success rate of the design. A great improvement has been obtained. (3) a high frequency structure and interaction distribution module of 2-6GHz miniaturized TWT used for MPM power module are designed. Through a series of parameters such as the given initial electrical parameters, the slow wave velocity, the structure size of the spiral line and the screw distance value are calculated. In the design, the traveling wave derived from work (1) is verified. The correctness of the tube electric parameters and the mathematical formula of the spiral size design are calculated by MTSS. The feasibility of the design technology of the dispersion coupled impedance comprehensive molding is verified, and the design requirements are finally reached.

【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TN124

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 李少平,陈三廷,施明哲;宽带大功率行波管热丝短、断路失效机理及对策[J];电子产品可靠性与环境试验;2002年03期

2 龚中麟,张晋林;等离子体填充行波管研究的现状及展望[J];真空电子技术;2002年01期

3 郝建红,丁武,张治畴;行波管放大器中场极限环和混沌行为的阈值分析[J];物理学报;2003年08期

4 郭高凤,李恩,张其劭,李宏福;行波管内不连续性的简易模型分析[J];强激光与粒子束;2004年07期

5 李斌,杨中海,朱小芳,廖莉,肖礼,曾葆青;改进的行波管三维非线性理论[J];电子科技大学学报;2005年05期

6 宋芳芳;何小琦;;行波管阴极组件热特性模拟分析[J];电子产品可靠性与环境试验;2005年S1期

7 郭高凤,李恩,张其劭,李宏福;行波管“冷参数”测试技术的研究[J];电子科技大学学报;2005年01期

8 王小菊;林祖伦;祁康成;;场发射阵列阴极在行波管中的应用[J];电子器件;2006年01期

9 沙文祥;;机载行波管发射机设计的基本原则[J];现代雷达;2006年07期

10 朱强华;金国庆;阮晓芬;;行波管老炼仪设计[J];真空电子技术;2006年06期

相关会议论文 前10条

1 陈银杏;邬显平;;TWT中的混沌现象的实验观察[A];中国电子学会真空电子学分会第十二届学术年会论文集[C];1999年

2 宫玉彬;王文祥;;脊加载环板行波管的二维非线性理论研究[A];中国电子学会真空电子学分会第十二届学术年会论文集[C];1999年

3 蔡绍伦;;卫星地面站用通信行波管的高频设计[A];中国电子学会真空电子学分会第十一届学术年会论文集[C];1997年

4 李庆绩;赵士录;;增加行波管线性工作范围的研究[A];中国电子学会真空电子学分会第十一届学术年会论文集[C];1997年

5 李德章;;大功率脉冲行波管栅发射抑制技术研究[A];中国电子学会真空电子学分会第十一届学术年会论文集[C];1997年

6 韦宇祥;黄明光;刘濮鲲;刘韦;郝保良;;毫米波行波管输出段热仿真[A];2011年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];2011年

7 黄拓朴;杨明华;;提高宽带毫米波行波管效率研究[A];真空电子与专用金属材料、陶瓷——金属封接专辑[C];2011年

8 谢鸿全;李伟;鄢扬;唐剑梅;刘盛纲;;等离子体的浓度对相对论行波管特性的影响[A];中国电子学会真空电子学分会第十三届学术年会论文集(上)[C];2001年

9 陈君乐;罗东蓉;;相位一致行波管的相位测试[A];中国电子学会真空电子学分会第十三届学术年会论文集(下)[C];2001年

10 吴刚;张秀红;;八毫米大功率脉冲行波管技术研究[A];中国电子学会真空电子学分会第十三届学术年会论文集(下)[C];2001年

相关重要报纸文章 前2条

1 刘欣;新型大功率行波管通过设计定型鉴定[N];经济参考报;2003年

2 山东 金明杰 马存兵 郎东风;2GC 2WH-01型微波发信系统的技术改造[N];电子报;2006年

相关博士学位论文 前10条

1 李建清;行波管三维非线性理论及其网络并行计算[D];电子科技大学;2003年

2 李斌;行波管幅相一致特性研究[D];电子科技大学;2003年

3 黎泽伦;多注行波管慢波系统的研究[D];合肥工业大学;2008年

4 彭维峰;行波管注波互作用时域理论与通用非线性模拟技术研究[D];电子科技大学;2013年

5 王少萌;径向束行波管的研究[D];电子科技大学;2013年

6 诸葛天祥;新型平面型级联行波管研究[D];电子科技大学;2015年

7 何俊;毫米波新型曲折波导行波管的研究[D];电子科技大学;2010年

8 颜胜美;多注太赫兹折叠波导行波管技术研究[D];中国工程物理研究院;2015年

9 刘漾;新型角向周期加载圆波导行波管的研究[D];电子科技大学;2012年

10 侯艳;曲折波导行波管的理论与实验研究[D];电子科技大学;2013年

相关硕士学位论文 前10条

1 刘之畅;高可靠行波管结构分析技术研究[D];电子科技大学;2011年

2 李鹏;大功率行波管及材料的显微研究[D];电子科技大学;2012年

3 刘雪梅;超宽带大功率行波管的优化设计[D];电子科技大学;2010年

4 李静;空间行波管的热特性分析及其仿真平台的开发[D];合肥工业大学;2010年

5 刘瑞奇;宽带行波管中功率凹陷抑制的研究[D];电子科技大学;2011年

6 曹林林;K波段空间行波管线性化器技术研究[D];电子科技大学;2011年

7 覃志东;环板行波管注波互作用及热力学特性研究[D];电子科技大学;2002年

8 张永晋;多注行波管高频系统研究[D];浙江大学;2006年

9 樊会明;高效率空间行波管慢波系统的研究[D];中国科学院研究生院(电子学研究所);2007年

10 田艳艳;W波段新型曲折槽波导行波管研究[D];电子科技大学;2012年



本文编号:1805224

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/1805224.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户776ea***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com