短毫米波曲折波導(dǎo)行波管的研究.pdf

1、短毫米波在高速數(shù)據(jù)傳輸、新型電子材料光譜、空間研究、醫(yī)學(xué)、生物學(xué)、監(jiān)控和遙感等領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用潛力。近年來(lái)，毫米波頻段的高功率微波源在上述領(lǐng)域中的應(yīng)用極具吸引力。行波管具有高輸出功率、高電子效率和高工作增益的特性，是短毫米波頻段運(yùn)用得最為廣泛的真空電子器件之一。作為全金屬結(jié)構(gòu)，曲折波導(dǎo)具有堅(jiān)固的結(jié)構(gòu)和良好的熱穩(wěn)定性，這使得曲折波導(dǎo)在短毫米波頻段具有制造成本低、機(jī)械強(qiáng)度高、功率容量高和頻帶寬的特點(diǎn)。此外，曲折波導(dǎo)的輸入輸出電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，

2、采用微細(xì)加工技術(shù)制造的曲折波導(dǎo)行波管非常適合運(yùn)用于短毫米波頻段，因此本文主要研究短毫米波段的曲折波導(dǎo)行波管。本論文的主要工作包括以下四點(diǎn)：
　　1、設(shè)計(jì)了具有大孔徑電子注通道的140GHz曲折波導(dǎo)行波管，通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件對(duì)慢波結(jié)構(gòu)的高頻特性進(jìn)行了分析，設(shè)計(jì)了行波管的傳輸系統(tǒng)，包括盒型窗、雙曲圓弧漸變波導(dǎo)、截?cái)嗨p器,還設(shè)計(jì)了行波管的周期永磁聚焦系統(tǒng)。利用非線性軟件計(jì)算了行波管的注-波互作用，最終設(shè)計(jì)的行波管在中心頻率處具有85W的功

3、率輸出和42dB的增益。
　　2、對(duì)設(shè)計(jì)的140GHz曲折波導(dǎo)行波管進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)試，盒型窗結(jié)構(gòu)在中心頻率140GHz處的駐波系數(shù)小于1.1，整管在中心頻率140GHz處，駐波系數(shù)為1.8。最終測(cè)得行波管在137GHz-144GHz頻率范圍內(nèi)增益均在20dB之上，在中心頻點(diǎn)140GHz處，飽和輸出增益達(dá)到25dB。
　　3、設(shè)計(jì)了220GHz曲折波導(dǎo)行波管，利用計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)了行波管的高頻結(jié)構(gòu)、盒型窗、雙曲圓弧漸變波導(dǎo)、截?cái)嗨?/p>