螺旋线行波管中返波振荡的理论和仿真研究

发布时间：2019-11-28 23:39

【摘要】：螺旋线行波管是微波电子学中非常重要的一类器件,在很多领域中有着非常广泛的应用。然而,在行波管中有很多原因如各种非线性、不稳定性和寄生现象都会造成行波管工作不稳定,其中返波振荡是影响行波管工作稳定性的最重要的因素之一。本论文以相关项目为依托,对螺旋线行波管中返波振荡的基础理论进行了整理和总结,进而利用基于一维小信号模型的耦合模理论和基于二维小信号模型的波导激励理论对实际行波管中的返波振荡起振情况进行研究,最后建立了螺旋线行波管中返波振荡影响因素数据库。本论文主要从以下三个方面展开工作:一、对返波振荡的相关基础理论进行研究。首先介绍了研究返波振荡的一维和二维理论,对求解微分方程组的主要步骤进行了说明,并且整理和总结了返波振荡参量和返波振荡起振电流的计算。这些理论是这篇论文的研究基础。二、利用理论对实际的螺旋线行波管中的返波振荡进行研究,并且预测其起振情况。首先用仿真软件HFSS对螺旋线行波管进行仿真,重点对高频系统的色散、耦合阻抗和衰减常数进行计算,确定起振点的频率等其他参数,然后结合具体的工作条件,对返波参量进行计算,再将这些参量代入返波振荡微分方程组,用数值方法求解计算,得到起振长度,最后预测行波管的起振情况。预测结果与相关的实验结果完全一致,进一步证明了分析方法的正确。三、建立了返波振荡影响因素数据库。我们以一支行波管为基准,使其某一参量的数值在标称值附近改变,如螺旋线的螺距、螺旋线的内径、螺旋线的厚度、螺旋线的宽度、电子注半径、聚焦磁场的强度、聚焦磁场的周期等,研究不同因素对返波振荡相关参数的影响,然后分别从一维和二维理论进行对比分析,验证结论的正确性,最后将计算的结果进行整理汇总,建立返波振荡影响因素数据库。上述结论为设计稳定工作的螺旋线行波管奠定了理论基础。
【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

【参考文献】

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本文编号：2567212