矩形柵慢波結構及輸入輸出裝置的研究.pdf

1、太赫茲雷達以其高分辨率、強穿透力、低截獲率、強抗干擾性、優(yōu)越的反隱身和穿透等離子體能力而具有強大的技術優(yōu)勢。行波管被稱為雷達的心臟，而慢波結構是行波管的核心部件。因此工作在太赫茲頻段的行波管慢波結構是目前業(yè)界的研究熱點。工作頻率提高后，傳統(tǒng)行波管遇到尺寸過小、功率容量低、加工工藝難以實現等困難。矩形柵慢波結構是行波管慢波結構的一種，為全金屬結構，具有散熱性好，功率容量大，耦合阻抗高，易于加工等優(yōu)點，可適用于太赫茲頻段。矩形柵慢波結構多采

2、用帶狀電子束工作。帶狀電子束可以降低空間電荷效應，從而降低對聚焦磁場峰值的要求。同時，帶狀電子束能和平面慢波結構更加緊密的結合，進而提高微波管的整體效率。
　　本文首先簡要介紹了矩形柵慢波結構行波管的發(fā)展和研究現狀。隨后，以矩形雙柵慢波結構為研究對象，推導了其色散方程與耦合阻抗的表達式。利用三維電磁仿真軟件CST MWS，設計并優(yōu)化了工作在220GHz頻段的矩形單柵和矩形雙柵慢波結構，給出了其色散曲線、耦合阻抗和相速特性等。其次，

3、由于單邊雙矩形柵慢波結構采用發(fā)展成熟的圓電子注，而交錯型矩形柵慢波結構的帶寬較寬等優(yōu)點，本文針對這兩種慢波結構進行了研究，分析了其色散特性及耦合阻抗，討論了各結構參數對其高頻特性的影響。再次，輸入輸出結構直接影響了電磁波能否順利饋入和輸出慢波結構，對一個系統(tǒng)有至關重要的作用。本文設計并分析了三個慢波結構的輸入輸出系統(tǒng)，即矩形雙柵慢波結構雙口輸入輸出系統(tǒng)、矩形單柵慢波結構單口輸入輸出系統(tǒng)和交錯矩形柵慢波結構輸入輸出系統(tǒng)。最后，本文討論了以