毫米波介質(zhì)加載梯形慢波結(jié)構(gòu)特性研究.pdf

1、作為電子真空器件，行波管在很多應(yīng)用中具有獨(dú)特優(yōu)越性。眾多科研工作者已經(jīng)在這個(gè)領(lǐng)域做了大量堅(jiān)實(shí)的工作，從而建立了相對較為成熟的行波管相關(guān)理論。為了提高行波管的性能，往往需要在現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，深入研究其構(gòu)造特性，并根據(jù)相關(guān)的理論推導(dǎo)、軟件仿真以及試驗(yàn)等手段，提出改進(jìn)的結(jié)構(gòu)方案，進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)。
　　本論文對行波管慢波結(jié)構(gòu)的現(xiàn)有科研成果做了相關(guān)研究，并在此基礎(chǔ)上提出了介質(zhì)加載梯線慢波結(jié)構(gòu)。利用CST微波工作室對提出的結(jié)構(gòu)進(jìn)行仿真時(shí)，發(fā)

2、現(xiàn)所提出的介質(zhì)加載梯形慢波結(jié)構(gòu)在冷腔狀態(tài)下相速較低，更有利于注－波互作用；利用三維粒子模擬軟件對該結(jié)構(gòu)進(jìn)行熱腔仿真，獲得的增益較高。本論文主要內(nèi)容如下所述：
　　一、研究了行波管結(jié)構(gòu)特性相關(guān)理論，其中最主要討論了行波管的耦合阻抗以及色散特性，同時(shí)對線性理論和非線性理論也進(jìn)行了簡要的介紹。
　　二、對梯形慢波結(jié)構(gòu)進(jìn)行了冷腔模擬仿真，并根據(jù)仿真結(jié)果分析了色散特性隨結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)改變的變化規(guī)律，以及耦合阻抗隨結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)改變的變化特

3、性。
　　三、對介質(zhì)加載梯形慢波結(jié)構(gòu)進(jìn)行了冷腔模擬仿真，并根據(jù)仿真結(jié)果分析了色散特性隨介質(zhì)加載寬度和介電常數(shù)改變的變化規(guī)律，以及耦合阻抗隨介質(zhì)加載寬度和介電常數(shù)改變的變化特性。在此基礎(chǔ)上，對提出的介質(zhì)加載梯形慢波結(jié)構(gòu)的能量輸入輸出端口進(jìn)行了研究，給出了合理的端口設(shè)計(jì)方案。此外，冷腔分析部分還專門針對傳輸參數(shù)和損耗進(jìn)行了相關(guān)仿真研究。
　　四、對介質(zhì)加載梯形慢波結(jié)構(gòu)進(jìn)行了熱腔仿真分析。整個(gè)慢波結(jié)構(gòu)的增益達(dá)到30.6dB，效率達(dá)