G波段平顶型正弦波导返波管的设计

发布时间：2020-12-08 04:25

　　220GHz频段的电磁波在太赫兹通信、武器制造、雷达探测等方面都有着广泛的应用,这些应用都需要大功率的辐射源。真空电子器件可以在高频率下产生高功率的微波源。常见的“O”型大功率辐射源有行波管、速调管和返波管,返波管可以作为放大器的前端驱动源,因此研究工作频段为220GHz的返波管是很有必要的。本文基于平顶型正弦波导慢波结构,设计了工作于G波段的圆形电子注返波振荡器和带状电子注返波振荡器。通过软件仿真模拟计算,返波振荡器的各项参数都达到了设计指标。本文的具体工作如下:1.利用三维电磁仿真软件HFSS对平顶型正弦波导的慢波特性进行研究,并将平顶型正弦波导与传统正弦波导的色散特性和耦合阻抗进行对比。对比结果表明,在220GHz的频点处平顶型正弦波导比传统正弦波导的耦合阻抗提高了约29.4%,且两者的色散特性差别较小;2.提出了一种G波段圆形电子注平顶型正弦波导返波管的设计方案。利用CST软件对G波段圆形电子注平顶型正弦波导返波管进行了高频系统的设计,包括慢波结构、输出结构、衰减器、电子注通道等。并用CST软件对圆形电子注平顶型正弦波导返波管进行了注-波互作用的研究,仿真结果表明,当圆形电子注... 

【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
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第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 太赫兹返波管的研究现状
    1.3 研究意义
    1.4 本论文的组织架构
第二章 返波振荡器的基本理论
    2.1 引言
    2.2 返波振荡器的基本组成结构
    2.3 返波振荡器的工作原理
        2.3.1 反馈回路的形成
        2.3.2 相位条件和幅值条件
    2.4 返波振荡器的主要性能指标
    2.5 返波振荡器的慢波特性理论
        2.5.1 色散特性理论
        2.5.2 耦合阻抗理论
    2.6 本章小结
第三章 平顶型正弦波导的高频特性
    3.1 引言
    3.2 平顶型正弦波导慢波特性的研究
        3.2.1 色散特性的研究
        3.2.2 耦合阻抗的研究
        3.2.3 平顶型正弦波导与传统正弦波导慢波特性的对比
        3.2.4 参数变化对慢波特性的影响
    3.3 平顶型正弦波导传输特性的研究
        3.3.1 仿真计算模型
        3.3.2 仿真计算结果
    3.4 本章小结
第四章 G波段圆形电子注平顶型正弦波导返波管的设计
    4.1 引言
    4.2 圆形电子注平顶型正弦波导返波管高频系统的设计
        4.2.1 高频系统的仿真模型
        4.2.2 高频系统的计算结果
        4.2.3 参数分析
    4.3 圆形电子注平顶型正弦波导返波管注-波互作用的模拟计算
        4.3.1 模拟结果
        4.3.2 整个返波区对应的起振范围
        4.3.3 真空模型与修正后模型的注-波互作用结果对比
    4.4 本章小结
第五章 G波段带状电子注平顶型正弦波导返波管的设计
    5.1 引言
    5.2 带状电子注平顶型正弦波导返波管高频系统的设计
        5.2.1 高频系统的仿真模型
        5.2.2 高频系统的计算结果
        5.2.3 参数分析
    5.3 带状电子注平顶型正弦波导返波管的注-波互作用
        5.3.1 相同工作电流下的计算结果
        5.3.2 相同电流密度下的计算结果
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果



本文编号：2904450