周期膜片加載橢圓波導(dǎo)的研究.pdf

1、在各種微波器件如濾波器、輻射器、諧振器和寬帶傳輸線中橢圓波導(dǎo)有著廣泛的應(yīng)用。周期加載波導(dǎo)在高功率微波管、波紋喇叭和線性加速器等中起著重要作用。全金屬慢波結(jié)構(gòu)因其尺寸大、熱耗散能力強(qiáng)、整體性能好等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于寬帶、大功率行波管和相對(duì)論行波管中，而膜片加載慢波系統(tǒng)正是全金屬結(jié)構(gòu)中最重要、應(yīng)用最廣泛的一大類結(jié)構(gòu)。而到目前為止，人們對(duì)橢圓截面的周期加載結(jié)構(gòu)的關(guān)注還比較少。在本論文里，我們討論了周期膜片加載橢圓波導(dǎo)作為慢波結(jié)構(gòu)的射頻特性，這種

2、結(jié)構(gòu)有可能應(yīng)用于高功率器件和毫米波段的濾波網(wǎng)絡(luò)。本論文的主要工作： 由于在使用馬丟函數(shù)時(shí)存在一些困難，主要是因?yàn)椴荒芎?jiǎn)單方便地對(duì)其進(jìn)行解析表示，我們給出整數(shù)階各類馬丟函數(shù)的詳細(xì)計(jì)算方法，該方法適合較大范圍的階數(shù)n和參數(shù)q值，實(shí)際計(jì)算中采用了M砒lab軟件進(jìn)行編程實(shí)現(xiàn)，并給出了各類馬丟函數(shù)在自變量和q值兩個(gè)參數(shù)變化下的三維可視化圖形。 分析了周期膜片加載共焦橢圓波導(dǎo)，在考慮空間諧波和不考慮空間諧波兩種情況下的慢波特性。應(yīng)用

3、場(chǎng)匹配方法得到這種結(jié)構(gòu)的色散方程和平均耦合阻抗。研究了特征行列式階數(shù)對(duì)計(jì)算精度的影響，通過(guò)數(shù)值分析討論了不同離心率對(duì)色散和耦合阻抗的影響。發(fā)現(xiàn)橢圓短半軸長(zhǎng)度保持不變，增加長(zhǎng)半軸能減小色散，而耦合阻抗在高頻段變化緩慢，有較大的值。 采用場(chǎng)匹配法和橢圓柱波函數(shù)加法定理對(duì)具有圓中心孔的周期膜片加載橢圓波導(dǎo)進(jìn)行了理論分析。分別推導(dǎo)得出這一結(jié)構(gòu)的色散方程和平均耦合阻抗，并進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，計(jì)算結(jié)果與CST軟件仿真能很好地吻合。研究了不同結(jié)構(gòu)尺