毫米波宽带扩展互作用速调管关键技术研究
发布时间：2021-04-20 03:06
受大功率宽带毫米波应用需求的牵引,扩展互作用速调管（EIK）以其诸多优势,得到了越来越广泛的研究与应用。由于EIK在国内发展时间较短,且在毫米波宽带EIK电路方面未有公开的解决方案,所以当前毫米波宽带EIK研究的关键之一是深入研究扩展互作用电路特性,找到合适的宽带电路,并将其作为基本单元构建宽调谐扩展互作用振荡器（EIO）与宽带扩展互作用放大器（EIA）。本论文紧紧围绕毫米波宽带EIK这一主题,对其进行了理论研究、电路设计以及初步实验测量。研究的器件包括宽调谐EIO与宽带EIA,研究的重点是宽带EIA。宽调谐EIO研究的意义不仅在于实现其本身,更是作为扩展互作用电路的基本特性研究、指导常用单模EIO/EIA的性能优化与稳定性分析以及为宽带EIA寻找解决方案。对于毫米波宽调谐EIO,本论文在宽调谐电路方面进行了多种尝试。电调谐多模EIO克服了常用单模EIO电调谐范围的限制,通过使用多个工作模式,在W波段获得了大于0.73GHz的电调谐范围。电调谐多模EIO首次实现了扩展互作用电路在驻波模附近的多模连续调谐,扩展了EIO的电调谐范围。同时,其多模工作思想指导了宽带多模EIA的设计。机械调谐...
【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】：133 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 毫米波与毫米波源
1.1.1 毫米波简介
1.1.2 毫米波源简介
1.2 扩展互作用速调管
1.3 扩展互作用速调管的应用
1.3.1 雷达
1.3.2 卫星通信
1.3.3 动态核极化与电子自旋共振
1.4 毫米波宽带扩展互作用速调管的研究现状
1.4.1 国外研究现状
1.4.2 国内研究现状
1.5 毫米波宽带扩展互作用速调管的研究意义与难点
1.6 本论文的主要工作及意义
第二章 扩展互作用电路理论研究
2.1 引言
2.2 谐振频率
2.3 耦合系数与电子电导
2.4 本章小结
第三章 毫米波扩展互作用电路双2π模问题的仿真与实验研究
3.1 引言
3.2 双2π模问题的仿真研究
3.2.1 双2π模的频率
3.2.2 电场分布与起振条件
3.2.3 粒子模拟结果分析
3.3 双2π模电场分布的实验测量
3.3.1 测量原理与方法
3.3.2 仿真计算
3.3.3 实验测量与数据处理
3.4 本章小结
第四章 毫米波宽调谐扩展互作用振荡器
4.1 引言
4.2 电调谐多模扩展互作用振荡器
4.2.1 光栅强耦合与光栅弱耦合电路的色散特性与谐振频率
4.2.2 耦合口位置对光栅弱耦合电路特性的影响
4.2.3 粒子模拟结果分析
4.3 机械调谐高效双腔扩展互作用振荡器
4.3.1 色散特性
4.3.2 单腔扩展互作用振荡器的电路特性
4.3.3 双腔扩展互作用振荡器的工作电压
4.3.4 双腔扩展互作用振荡器的机械调谐
4.3.5 粒子模拟结果分析
4.4 本章小结
第五章 W波段三腔单模扩展互作用放大器
5.1 引言
5.2 低电压圆注扩展互作用放大器电路设计
5.2.1 注通道耦合对电路特性的影响
5.2.2 色散特性与同步条件
5.2.3 电路稳定性分析
5.2.4 粒子模拟结果分析
5.3 带状注扩展互作用放大器电路设计
5.3.1 色散特性与电场分布
5.3.2 高次2π模的抑制
5.3.3 光栅模的抑制
5.3.4 工作模式振荡的抑制
5.3.5 粒子模拟结果分析
5.4 本章小结
第六章 新型毫米波宽带多模扩展互作用放大器
6.1 引言
6.2 常用单模扩展互作用放大器
6.2.1 中间腔不加载三腔扩展互作用放大器
6.2.2 中间腔加载三腔扩展互作用放大器
6.2.3 中间腔加载参差调谐四腔扩展互作用放大器
6.2.4 常用单模扩展互作用放大器的带宽分析
6.3 单段MC电路宽带多模扩展互作用放大器
6.3.1 色散特性与S参数
6.3.2 电场分析
6.3.3 结构参数对电路特性的影响
6.3.4 粒子模拟结果分析
6.3.5 MC电路的稳定性与可行性
6.4 双段MC电路宽带多模扩展互作用放大器
6.5 MC电路的实验测量
6.6 扩展互作用放大器带宽的综合分析
6.7 输入输出窗
6.8 本章小结
第七章 总结与展望
7.1 研究逻辑与工作总结
7.2 创新点
7.3 未来展望
致谢
参考文献
攻读博士学位期间取得的成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]5G及其演进中的毫米波技术[J]. 洪伟,余超,陈继新,周健义,于志强. 微波学报. 2020(01)
[2]固态微波毫米波器件技术进展[J]. 周志鹏. 微波学报. 2020(01)
[3]W波段带状注扩展互作用速调管放大器的理论研究与数值模拟[J]. 曾造金,马乔生,胡林林,蒋艺,胡鹏,雷文强,马国武,陈洪斌. 物理学报. 2019(24)
[4]真空微波电子器件的发展态势与前途[J]. 张兆镗. 真空电子技术. 2019(03)
[5]W波段梯形线高次谐波低电压返波管研究[J]. 徐倩,陈科,王奇,盛昌建,张开春. 真空电子技术. 2019(01)
[6]毫米波/太赫兹扩展互作用速调管放大器的应用及研究进展[J]. 胡林林,曾造金,陈洪斌,马国武,雷文强,孟凡宝. 电子学报. 2019(01)
[7]Ka波段10kW分布作用速调管的研究[J]. 冯海平,孙福江,盛兴. 真空电子技术. 2016(03)
[8]Ka波段带状注相对论扩展互作用速调管放大器的分析与设计[J]. 刘振帮,赵欲聪,黄华,金晓,雷禄容. 物理学报. 2015(10)
[9]S波段扩展互作用速调管的研制[J]. 钟勇,张志强,王勇,黄云平,于小娟,许宏亮. 微波学报. 2014(S1)
[10]W波段梯形慢波结构返波管的研究[J]. 王晓艳,张开春. 真空电子技术. 2014(02)
博士论文
[1]毫米波GW级相对论速调管放大器的研究[D]. 李士锋.电子科技大学 2019
[2]毫米波扩展互作用器件理论研究[D]. 雷颜铭.电子科技大学 2016
[3]太赫兹频段扩展互作用振荡器研究[D]. 张开春.电子科技大学 2009
硕士论文
[1]3mm扩展互作用器件理论及冷测实验研究[D]. 秦雨.电子科技大学 2019
本文编号：3148854
【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】：133 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 毫米波与毫米波源
1.1.1 毫米波简介
1.1.2 毫米波源简介
1.2 扩展互作用速调管
1.3 扩展互作用速调管的应用
1.3.1 雷达
1.3.2 卫星通信
1.3.3 动态核极化与电子自旋共振
1.4 毫米波宽带扩展互作用速调管的研究现状
1.4.1 国外研究现状
1.4.2 国内研究现状
1.5 毫米波宽带扩展互作用速调管的研究意义与难点
1.6 本论文的主要工作及意义
第二章 扩展互作用电路理论研究
2.1 引言
2.2 谐振频率
2.3 耦合系数与电子电导
2.4 本章小结
第三章 毫米波扩展互作用电路双2π模问题的仿真与实验研究
3.1 引言
3.2 双2π模问题的仿真研究
3.2.1 双2π模的频率
3.2.2 电场分布与起振条件
3.2.3 粒子模拟结果分析
3.3 双2π模电场分布的实验测量
3.3.1 测量原理与方法
3.3.2 仿真计算
3.3.3 实验测量与数据处理
3.4 本章小结
第四章 毫米波宽调谐扩展互作用振荡器
4.1 引言
4.2 电调谐多模扩展互作用振荡器
4.2.1 光栅强耦合与光栅弱耦合电路的色散特性与谐振频率
4.2.2 耦合口位置对光栅弱耦合电路特性的影响
4.2.3 粒子模拟结果分析
4.3 机械调谐高效双腔扩展互作用振荡器
4.3.1 色散特性
4.3.2 单腔扩展互作用振荡器的电路特性
4.3.3 双腔扩展互作用振荡器的工作电压
4.3.4 双腔扩展互作用振荡器的机械调谐
4.3.5 粒子模拟结果分析
4.4 本章小结
第五章 W波段三腔单模扩展互作用放大器
5.1 引言
5.2 低电压圆注扩展互作用放大器电路设计
5.2.1 注通道耦合对电路特性的影响
5.2.2 色散特性与同步条件
5.2.3 电路稳定性分析
5.2.4 粒子模拟结果分析
5.3 带状注扩展互作用放大器电路设计
5.3.1 色散特性与电场分布
5.3.2 高次2π模的抑制
5.3.3 光栅模的抑制
5.3.4 工作模式振荡的抑制
5.3.5 粒子模拟结果分析
5.4 本章小结
第六章 新型毫米波宽带多模扩展互作用放大器
6.1 引言
6.2 常用单模扩展互作用放大器
6.2.1 中间腔不加载三腔扩展互作用放大器
6.2.2 中间腔加载三腔扩展互作用放大器
6.2.3 中间腔加载参差调谐四腔扩展互作用放大器
6.2.4 常用单模扩展互作用放大器的带宽分析
6.3 单段MC电路宽带多模扩展互作用放大器
6.3.1 色散特性与S参数
6.3.2 电场分析
6.3.3 结构参数对电路特性的影响
6.3.4 粒子模拟结果分析
6.3.5 MC电路的稳定性与可行性
6.4 双段MC电路宽带多模扩展互作用放大器
6.5 MC电路的实验测量
6.6 扩展互作用放大器带宽的综合分析
6.7 输入输出窗
6.8 本章小结
第七章 总结与展望
7.1 研究逻辑与工作总结
7.2 创新点
7.3 未来展望
致谢
参考文献
攻读博士学位期间取得的成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]5G及其演进中的毫米波技术[J]. 洪伟,余超,陈继新,周健义,于志强. 微波学报. 2020(01)
[2]固态微波毫米波器件技术进展[J]. 周志鹏. 微波学报. 2020(01)
[3]W波段带状注扩展互作用速调管放大器的理论研究与数值模拟[J]. 曾造金,马乔生,胡林林,蒋艺,胡鹏,雷文强,马国武,陈洪斌. 物理学报. 2019(24)
[4]真空微波电子器件的发展态势与前途[J]. 张兆镗. 真空电子技术. 2019(03)
[5]W波段梯形线高次谐波低电压返波管研究[J]. 徐倩,陈科,王奇,盛昌建,张开春. 真空电子技术. 2019(01)
[6]毫米波/太赫兹扩展互作用速调管放大器的应用及研究进展[J]. 胡林林,曾造金,陈洪斌,马国武,雷文强,孟凡宝. 电子学报. 2019(01)
[7]Ka波段10kW分布作用速调管的研究[J]. 冯海平,孙福江,盛兴. 真空电子技术. 2016(03)
[8]Ka波段带状注相对论扩展互作用速调管放大器的分析与设计[J]. 刘振帮,赵欲聪,黄华,金晓,雷禄容. 物理学报. 2015(10)
[9]S波段扩展互作用速调管的研制[J]. 钟勇,张志强,王勇,黄云平,于小娟,许宏亮. 微波学报. 2014(S1)
[10]W波段梯形慢波结构返波管的研究[J]. 王晓艳,张开春. 真空电子技术. 2014(02)
博士论文
[1]毫米波GW级相对论速调管放大器的研究[D]. 李士锋.电子科技大学 2019
[2]毫米波扩展互作用器件理论研究[D]. 雷颜铭.电子科技大学 2016
[3]太赫兹频段扩展互作用振荡器研究[D]. 张开春.电子科技大学 2009
硕士论文
[1]3mm扩展互作用器件理论及冷测实验研究[D]. 秦雨.电子科技大学 2019
本文编号：3148854
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