Ka波段高次模带状注EIO的研究

发布时间：2023-04-03 22:47

　　毫米波技术主要应用于毫米波雷达、毫米波成像、电子对抗以及探测领域等,毫米波源器件包括真空电子器件和固态半导体器件两大类。真空电子器件根据其工作机理的差异又可以划分为回旋管、速调管、行波管以及磁控管等。随着电真空器件向更高频段延伸,器件在小型化、大功率、高效率等方面将面临新的挑战。扩展互作用振荡器(EIO)作为毫米波辐射源在20世纪50年代被提出。其中带状注扩展互作用振荡器(SBEIO)作为新型的毫米波器件,在大功率、高效率、小型化等方面有着突出的性能,SBEIO结合了扩展互作用谐振腔和带状注器件的优点。带状电子注有利于提升注波互作用效率,有利于实现器件小型化。扩展互作用器件采用分布式互作用结构,结构紧凑且互作用区域较大,具有较高的增益和特性阻抗。综合以上优点,使SBEIO在大功率和小型化等方面具有很大的研究价值。本论文以传统EIO的结构为基础,将采用强耦合结构的SBEIO作为研究对象,首先通过对EIO的原理进行分析,对工作在Ka波段SBEIO高频系统的初始结构参数进行设计,采用电磁模拟软件CST对工作在TM₁₁-2π模式下的SBEIO进行了冷腔仿真,得到工作在基本...

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
        1.1.1 毫米波的特性及应用
        1.1.2 毫米波真空电子器件
    1.2 毫米波带状注真空电子器件国内外研究现状
        1.2.1 带状注器件
        1.2.2 带状注扩展互作用器件
    1.3 本学位论文的工作内容及创新点
    1.4 本学位论文的基本结构安排
第二章 带状注扩展互作用振荡器的理论分析
    2.1 扩展互作用振荡器的工作原理
    2.2 速调管设计的基本理论
        2.2.1 速度调制
        2.2.2 电子注的群聚漂移
        2.2.3 电子注的能量交换
    2.3 效率的计算
    2.4 谐振腔的特性参数
    2.5 本章小结
第三章 高频系统设计及高频特性分析
    3.1 高频系统的设计思路
        3.1.1 传统结构的分析与改进
        3.1.2 高频系统的设计目标及其结构简介
        3.1.3 工作模式的选择以及模式的命名
    3.2 高频系统模型构建及仿真
        3.2.1 初始参数设计
        3.2.2 高次模腔体设计
    3.3 CST冷腔结果以及对比分析
    3.4 本章小结
第四章 高频结构参数扫描及输出结构设计
    4.1 EIO参数扫描和分析
        4.1.1 互作用间隙尺寸的影响
        4.1.2 耦合腔尺寸的影响
        4.1.3 电子注通道尺寸的影响
    4.2 输出结构设计思路
    4.3 输出结构模型
    4.4 本章小结
第五章 Ka波段扩展互作用振荡器粒子模拟及分析
    5.1 Ka波段扩展互作用振荡器的整管粒子模拟
    5.2 不同工作电流下的粒子模拟结果
    5.3 引导磁场对输出性能的影响
    5.4 本章总结
第六章 总结与展望
    6.1 工作总结
    6.2 工作局限与展望
致谢
参考文献
攻读硕士期间取得的研究成果



本文编号：3781288