微带角度对数曲折线慢波结构行波管的研究

发布时间：2019-09-26 10:41

【摘要】：行波管(TWT)作为一种重要的将微波信号放大的真空电子器件,由于其宽频带、大功率等优点,在雷达、通信以及电子对抗等方面的电子装备中得到广泛的应用。随着电子技术的发展以及相关装备水平提高的需求,传统行波管的高电压和大体积限制了其在许多领域的应用。因此,行波管低电压、小型化成为了一个重要的研究方向。微带角度对数曲折线慢波结构行波管因其采用微带型的结构,具有尺寸小、易加工等优点能满足小型化的要求;另一方面,形成该结构的对数螺旋线可以使其工作电压较低,而径向的带状电子束能在较低电流密度下使用较大的电流,从而能保证得到不低的输出功率。通过对该结构的研究分析,可以为低电压、小型化行波管提供参考。本文主要利用电磁仿真软件对微带角度对数曲折线慢波结构展开计算机仿真研究,具体研究内容如下:1.建立10个周期的慢波结构模型,研究了微带线折弯以及各结构参数对慢波结构S参数的影响,为该类慢波结构的设计提供参考。2.依然采用10个周期的慢波结构模型,研究了各结构参数对慢波结构高频特性的影响,该类慢波结构具有较低的相速,即它的工作电压较低,这有利于行波管的低电压工作。3.设计了25周期的微带角度对数曲折线慢波结构,比较了采用相同和不同螺旋增长率下的慢波结构S参数和高频特性,并在永磁铁产生的径向均匀磁场聚焦电子束下进行了注-波互作用的仿真研究,采用不同螺旋增长率下的慢波结构具有更高的输出功率,在工作频率为35GHz处,工作电压与电流分别采用1770V和0.2A,输入1W时输出功率、增益和电子效率分别为33.6W、15.3dB以及9.5%,3dB输出功率带宽约为10GHz;输出功率随着电子束和微带线的间距增加而减小。4.在微带线与同轴线阻抗匹配的基础上,设计了匹配的同轴线到2.4mm的50?标准同轴线的过渡,并将其作为行波管的输入输出结构,仿真计算表明其传输特性较好。
【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

【参考文献】