三模重叠双间隙耦合腔型输出回路的研究

论文摘要

宽频带、高功率、高效率是速调管放大器发展的趋势。随着速调管在宽频带雷达上的广泛应用，它的瞬时带宽要求越来越高，研制超宽频带速调管的任务越来越迫切。速调管输出回路是进行能量输出的部件，与速调管的带宽、效率有着极其密切的关系，它的频带特性决定了速调管的频带特性。因此很有必要研究超宽带速调管输出回路。本论文就是研究采用三模重叠双间隙耦合腔来展宽输出回路频带。本论文基于三维计算的场分析法，采用软件模拟计算以及与等效电路法对比的方法对三模重叠双间隙耦合腔型输出回路做了较为详细的研究。应用数值模拟方法计算了这种输出回路的间隙阻抗特性，并分析了一些输出回路结构参数对谐振腔谐振频率和间隙阻抗特性的影响。该项研究对研制超宽频带速调管输出回路，是有指导意义的。本论文的主要工作如下：一、采用等效电路法进一步分析了双间隙耦合腔的模式重叠理论，说明了实现三模重叠的可能性；结合传输线理论，以中心频率为3GHz的输出回路为例，计算了三模重叠双间隙耦合腔型输出回路的间隙阻抗特性，3dB带宽达480MHz；而加载滤波器的输出回路1dB带宽达570MHz，相对带宽达19％。二、在基于有限积分法（FIT）数值计算软件CSTMWS环境下，以一个中心频率f0=3GHz，带宽Δf=450MHz的三模重叠双间隙耦合腔型输出回路为例，详细说明了这种输出回路设计计算的过程，在实际结构和尺寸的基础上，验证了这种输出回路的宽频特性，为冷测加工提供了尺寸参考，并为后期尺寸调整指明了方向，这是本文的主要创新点。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 速调管发展历史
• 1.2.1 单注速调管发展概况
• 1.2.2 多注速调管发展概况
• 1.3 速调管的基本结构和工作原理
• 1.3.1 速调管的基本工作原理
• 1.3.2 速调管的基本结构
• 1.4 大功率速调管技术现状、应用和发展趋势
• 1.5 本论文背景、意义和研究内容
• 参考文献
• 第二章 有限积分法（FIT）模拟高频特性的基本理论
• 2.1 引言
• 2.2 常用数值计算方法
• 2.2.1 有限元算法
• 2.2.2 有限差分算法
• 2.2.3 有限积分算法
• 2.3 结论
• 参考文献
• 第三章 三模重叠的等效电路法分析
• 3.1 引言
• 3.2 双间隙耦合腔型输出回路等效电路
• 3.3 双间隙耦合腔耦合系数及模式重叠理论
• 3.4 阻抗频率特性的计算
• 3.5 滤波器加载的三模重叠双间隙耦合腔型输出回路
• 3.6 结论
• 参考文献
• 第四章 三模重叠双间隙耦合腔型输出回路的仿真设计
• 4.1 引言
• 4.2 CST MWS
• 4.3 场分析法物理模型及基础理论
• 4.3.1 输出功率
• 4.3.2 间隙电压
• 4.3.3 用场分析法计算间隙阻抗实部
• 4.3.4 单注双间隙输出回路的间隙阻抗实部
• 4.4 三模重叠双间隙耦合腔型输出回路仿真设计
• 4.4.1 双重入式对称谐振腔的设计及计算
• 4.4.2 三模重叠双间隙耦合腔设计、计算及优化
• 4.4.3 三模重叠双间隙耦合腔型输出回路设计及间隙阻抗特性计算
• 4.4.4 滤波器加载三模重叠双间隙耦合腔型输出回路设计
• 4.5 结论
• 参考文献
• 第五章 结束语
• 攻读硕士学位期间发表论文情况
• 致谢