一種新型模式選擇開(kāi)放腔的研究.pdf

1、諧振腔(空腔諧振器)是微波器件與系統(tǒng)中的重要部件，在速調(diào)管等器件中得到了很成功的運(yùn)用。當(dāng)頻率提高到毫米波段(如大氣窗口的8mm波段)，基于相對(duì)論電子效應(yīng)的回旋管中，工作在高次模式的諧振腔，受到諧振頻譜密集及模式競(jìng)爭(zhēng)現(xiàn)象的嚴(yán)重影響，性能發(fā)揮受限。開(kāi)放式諧振腔一定程度改善了這些問(wèn)題，但具有緩變截面波導(dǎo)段的開(kāi)放腔縱向尺度較大，不易組合運(yùn)用，難以進(jìn)一步提高器件的增益帶寬積、功率和效率。 本文討論一種新型模式選擇復(fù)合開(kāi)放式諧振腔。這種腔雜

2、模抑制能力強(qiáng)、工作模式穩(wěn)定性好、結(jié)構(gòu)短小，可在短尺度上使用多腔構(gòu)成簇腔群聚段。本文首先對(duì)這種腔的模式選擇特性作較為詳細(xì)的分析，利用AnsoftHFSS高頻分析設(shè)計(jì)軟件，對(duì)工作模式為TE021/TE031情況下腔中模式的諧振進(jìn)行了數(shù)值模擬計(jì)算，計(jì)算表明，內(nèi)腔邊界位置設(shè)置和內(nèi)腔壁開(kāi)6個(gè)矩形孔能夠?qū)?nèi)腔中的TE221和TE511兩模式的相對(duì)儲(chǔ)能降低到普通圓柱腔時(shí)的58﹪和12﹪，有效地抑制了這兩個(gè)競(jìng)爭(zhēng)模式。 同時(shí)，為了使這種復(fù)合腔能夠

3、應(yīng)用于毫米波回旋管器件，本文從設(shè)計(jì)的角度出發(fā)，分析這種腔結(jié)構(gòu)中的公共腔壁具有有限厚度和軸向開(kāi)漂移孔對(duì)腔中工作模式穩(wěn)定性的影響，探討在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中補(bǔ)償這種影響的手段。結(jié)果表明，合理調(diào)整復(fù)合腔內(nèi)外腔的半徑比值，能夠有效改善工作模式的模式純度和相對(duì)穩(wěn)定性。 此外，對(duì)一套加工成形的簇腔模型進(jìn)行了冷測(cè)模型設(shè)計(jì)，并使用網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)量了各個(gè)腔體的幅頻響應(yīng)。通過(guò)對(duì)冷測(cè)模型的計(jì)算機(jī)模擬以及對(duì)冷測(cè)數(shù)據(jù)的分析，我們找到了確定腔體工作模式TE021/