W波段新型曲折槽波导行波管研究

论文摘要

行波管是电真空器件中应用最广泛的器件。行波管广泛应用于通信、雷达、电子对抗等信息系统中。行波管的核心部件是慢波系统,它直接决定着行波管的工作水平。传统的螺旋线和耦合腔行波管由于具有宽频带或大功率的特点而得到广泛应用,但是却无法同时兼有上述两种优点。因此寻找能工作在更宽频带和更高频率的新型慢波结构一直是行波管发展的一个重要方向。目前曲折波导行波管以其功率容量大,带宽较宽,易加工的特点成为毫米波行波管的研究热点。但随着行波管向更高频率发展,损耗对行波管的影响越来越不可忽视。同时曲折波导的圆形电子注通道限制了电流密度,从而限制了最大输出功率。本论文基于王文祥教授提出的曲折槽波导的结构,详细研究了该结构行波管的电磁特性和注波互作用的特点。这种结构是传统的矩形槽波导顺着槽的方向来回折弯形成,它是一种半开放性结构,因此允许带状电子注通过。论文首先利用HFSS和CST微波工作室及粒子工作室对曲折矩形槽波导进行仿真,得到其高频特性和注-波互作用特性,并与同尺的曲折矩形波导进行了对比。在仿真过程中设计了一种适用于矩形槽波导行波管过渡波导结构,解决了槽波导输入输出端口与标准矩形波导端口连接匹配的问题。论文还利用仿真软件对曲折V形槽波导行波管的高频特性和注-波互作用进行了详细分析,并与同尺的曲折V形波导进行了对比。论文提出曲折脊加载矩形槽波导与曲折短脊加载矩形槽波导。文中分别研究了这两种新型慢波结构的高频特性,并得到它们与曲折矩形槽波导高频特性的对比,得到一些有意义的结论。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 行波管的简介
• 1.2 行波管慢波系统
• 1.3 曲折波导行波管研究现状
• 1.4 本论文的选题依据
• 1.5 学位论文的工作及贡献
• 第二章 W波段曲折矩形槽波导行波管
• 2.1 引言
• 2.2 W波段曲折矩形槽波导的色散特性及耦合阻抗的计算机模拟
• 2.2.1 曲折矩形槽波导的高频特性理论分析
• 2.2.2 槽深a对曲折矩形槽波导的影响
• 2.2.3 周期p对曲折矩形槽波导的影响
• 2.2.4 直波导段长度s对曲折矩形槽波导的影响
• 2.2.5 槽宽b对曲折矩形槽波导的影响
• 2.2.6 平板间距d对曲折矩形槽波导的影响
• 2.3 曲折矩形槽波导行波管注—波互作用模拟研究
• 2.3.1 注波互作用模型
• 2.3.2 模拟结果及讨论
• 2.4 曲折矩形波导和曲折矩形槽波导的特性对比
• 2.5 小结
• 第三章 曲折矩形槽波导行波管输入输出过渡波导设计
• 3.1 引言
• 3.2 过渡波导模型
• 3.3 直线及曲线渐变双槽加载矩形波导的传输特性
• 3.4 双槽加载矩形波导的损耗特性
• 3.5 小结
• 第四章 W波段曲折V形槽波导行波管
• 4.1 引言
• 4.2 折叠V形槽波导的输入输出过渡波导设计
• 4.3 曲折V形槽波导的高频特性
• 4.3.1 槽深a对高频特性的影响
• 4.3.2 周期p对高频特性的影响
• 4.3.3 直波导段s对曲折V形槽波导的影响
• 4.3.4 槽宽b对曲折V形槽波导的影响
• 4.3.5 板间距d对曲折V形槽波导的影响
• 4.4 曲折矩形槽波导和曲折V形槽波导的特性对比
• 4.5 折叠V形槽波导行波管的注-波互作用模拟
• 4.6 小结
• 第五章 脊加载曲折矩形槽波导高频特性的研究
• 5.1 引言
• 5.2 脊加载曲折矩形槽波导（结构1）的高频特性探究
• 5.2.1 脊宽c对其脊加载曲折矩形槽波导（结构1）的影响
• 5.2.2 曲折矩形槽波导与脊加载结构1特性对比
• 5.3 脊加载曲折矩形槽波导（结构2）的高频特性
• 5.3.1 槽深a对高频特性的影响
• 5.3.2 周期p对高频特性的影响
• 5.3.3 直波导段s对高频特性的影响
• 5.3.4 槽宽b对高频特性的影响
• 5.3.5 平板间距离d对高频特性的影响
• 5.3.6 脊宽c对高频特性的影响
• 5.3.7 脊高m对其高频特性的影响
• 5.3.8 曲折矩形槽波导与脊加载结构2的特性对比
• 5.4 小结
• 第六章 总结
• 致谢
• 参考文献
• 攻硕期间取得的研究成果