毫米波新型曲折波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的研究.pdf_第1頁(yè)
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1、行波管在雷達(dá)、衛(wèi)星通信、電子對(duì)抗、測(cè)量和遙感等領(lǐng)域都有著重要的應(yīng)用。作為毫米波源器件,它具有高可靠性、穩(wěn)定性、較大的帶寬以及可觀的輸出功率。慢波結(jié)構(gòu)作為行波管中放大激勵(lì)微波能量的核心部件,直接決定了行波管的發(fā)展水平。在傳統(tǒng)的幾種慢波結(jié)構(gòu)中,螺旋線具有很寬的帶寬,但是在毫米波段它的功率容量很小并且不易提升,而耦合腔雖然功率容量大但是帶寬卻非常的窄,相比而言,曲折波導(dǎo)在毫米波段不僅帶寬較寬,功率容量也很可觀,同時(shí),它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,可復(fù)制性強(qiáng),

2、便于精確加工且成本較低,機(jī)械強(qiáng)度高,輸入輸出結(jié)構(gòu)也很簡(jiǎn)單。
   科技的進(jìn)步要求行波管具有更大的輸出功率及工作帶寬,但是常規(guī)曲折波導(dǎo)的耦合阻抗較低,限制了微波能量的進(jìn)一步放大,同時(shí),每個(gè)結(jié)構(gòu)周期的功率增益較低,如果需要較大的輸出功率則慢波結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度會(huì)很長(zhǎng),而功率隨著長(zhǎng)度的增加會(huì)達(dá)到飽和,所以加長(zhǎng)慢波結(jié)構(gòu)也未必能得到足夠的功率增益。小型化也是行波管的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì),所以我們很有必要尋找新的大功率小型化的寬帶慢波結(jié)構(gòu)。
  

3、在對(duì)常規(guī)曲折波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)進(jìn)行介紹研究的基礎(chǔ)下,本文研究了三種新型曲折波導(dǎo),對(duì)它們的色散及耦合阻抗等高頻特性進(jìn)行了模擬,并利用三維粒子仿真軟件MAGIC3D對(duì)這幾種新型曲折波導(dǎo)行波管的大信號(hào)注-波互作用進(jìn)行了分析,得出他們能以比常規(guī)曲折波導(dǎo)更短的線路長(zhǎng)度得到更大的輸出功率,同時(shí)電子效率和增益也更高,并且具有很好的帶寬性能。本文的研究以Ka波段為例。
   1.常規(guī)曲折波導(dǎo)。介紹了常規(guī)曲折波導(dǎo)的理論及高頻特性的研究方法,為新型曲折波

4、導(dǎo)的研究做準(zhǔn)備。
   2.矩形槽加載曲折波導(dǎo)。通過(guò)模擬比較,由于耦合阻抗的顯著提升,它在Ka波段35GHz附近能以遠(yuǎn)短于常規(guī)曲折波導(dǎo)的線路得到高出2倍以上的連續(xù)波輸出功率,而增益和電子效率也更高,同時(shí)在2GHz的范圍內(nèi)具有很好的帶寬性能。另外,它能有效改善在通頻帶高頻端由于耦合阻抗下降帶來(lái)的增益降低問(wèn)題。
   3.彎曲槽加載曲折波導(dǎo)。以Ka波段35GHz為中心頻率時(shí),和常規(guī)曲折波導(dǎo)有著相似的色散特性及更高的耦合阻抗,

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