W波段千瓦级脉冲行波管的研究

发布时间：2024-03-30 08:59

　　行波管是微波电真空器件中应用最为广泛的一类器件,它通过分布式注-波互作用实现信号放大,具有大功率、宽频宽和高效率等优点。随着用户对器件的工作频段要求越来越高,希望得到的功率越来越大,高频段、大功率电真空器件也成为业界的追求目标。工作在低频段的真空电子器件研制相对成熟,已有大量管型广泛应用于军事和民商领域。而在毫米波的高频部分特别是W波段及以上的频段,相关电真空器件的研究还相对薄弱。W波段和220 GHz频段均处于“大气窗口”,有穿透性强、抗干扰、波束窄和分辨率高等优点,有着广泛的发展空间。因此对工作在W波段及以上频段的大功率微波真空电子器件的研究具有较高的使用价值和现实意义。本论文设计研究了一种可以工作在W波段且输出功率可以达到1 kW及以上的带状注行波管,对其注波互作用进行模拟分析,并对慢波系统进行加工、组装、“冷测”实验及对比论证。主要研究内容如下:1.针对三槽梯形线慢波结构进行优化改进,分析不同结构参数的变化对高频特性的影响,从而确定工作在W波段的三槽梯形线慢波结构尺寸。设计了匹配三槽梯形线慢波结构的阶梯渐变过渡波导,设计匹配良好的盒型输出窗,为微波功率提供一个输出窗口。对传输特...

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 毫米波行波管概述
    1.3 W波段行波管研究现状
    1.4 本论文的主要工作与结构组织
第二章 W波段三槽梯形线行波管慢波系统的设计
    2.1 引言
    2.2 三槽梯形线慢波结构及理论基础
        2.2.1 三槽梯形线慢波结构简介
        2.2.2 色散特性
        2.2.3 耦合阻抗
    2.3 高频特性分析
        2.3.1 高频特性的模拟仿真方法
        2.3.2 布里渊图及电场分布
        2.3.3 带状电子注通道对高频特性的影响
        2.3.4 其他结构参数对高频特性的影响
        2.3.5 高频特性小结
    2.4 输入输出耦合系统设计
        2.4.1 过渡波导的设计
        2.4.2 盒型窗的设计
        2.4.3 整管慢波系统的传输特性分析
    2.5 小结
第三章 W波段三槽梯形线行波管注-波互作用的模拟分析
    3.1 引言
    3.2 注-波互作用的基本参量
        3.2.1 工作电压
        3.2.2 聚焦磁场
        3.2.3 饱和增益和电子效率
    3.3 无损耗条件下注-波互作用的模拟分析
    3.4 考虑损耗条件下注-波互作用的模拟分析
    3.5 小结
第四章 W波段三槽梯形线行波管慢波系统的实验研究
    4.1 引言
    4.2 加持模具的设计
    4.3 部件的加工与组装
    4.4“冷测”实验
        4.4.1 不含盒型窗的系统测试
        4.4.2 含盒型窗的系统测试
    4.5 小结
第五章 一种新型螺旋槽矩形波导慢波结构的研究
    5.1 引言
    5.2 螺旋槽矩形波导慢波结构
    5.3 高频特性的研究与对比
    5.4 小结
第六章 总结与展望
    6.1 本论文工作的总结
    6.2 后续工作展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果



本文编号：3942124