短毫米波高次諧波行波管研究.pdf

1、太赫茲波是介于毫米波和紅外線之間的電磁波，由于波段的獨(dú)特優(yōu)越性，太赫茲科學(xué)技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于軍事、通信、探測(cè)等領(lǐng)域。然而，小型化、高功率和低成本太赫茲源的缺乏限制了其在各領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。
　　本文以非相對(duì)論電子束的高次諧波產(chǎn)生機(jī)理及其在倍頻行波管中的應(yīng)用為研究目的，設(shè)計(jì)了一種行波放大器—短毫米波高次諧波行波管，該器件的特點(diǎn)是電子束流經(jīng)過(guò)輸入信號(hào)的調(diào)制，電子相空間折疊產(chǎn)生電子群聚束團(tuán)，并且能夠選擇特定的高次諧波進(jìn)行放大且能抑制其他諧

2、波信號(hào)。該器件由成熟的短毫米波信號(hào)源驅(qū)動(dòng)，在輻射段中由電流高次諧波激勵(lì)起諧波信號(hào)并放大。
　　本文研究的主要內(nèi)容有：
　　1、首先對(duì)折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的高頻特性和損耗特性進(jìn)行了理論分析，介紹了折疊波導(dǎo)一維非線性理論，設(shè)計(jì)出調(diào)制段和輻射段慢波結(jié)構(gòu)，并對(duì)慢波結(jié)構(gòu)中注波互作用過(guò)程進(jìn)行分析研究。
　　2、對(duì)折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的輸入輸出裝置和衰減器進(jìn)行了仿真研究，利用HFSS仿真軟件對(duì)過(guò)渡波導(dǎo)和輸入輸出窗的電壓駐波比進(jìn)行了仿真計(jì)算。

3、
　　3、對(duì)短毫米波高次諧波行波管進(jìn)行了理論研究并進(jìn)行仿真模擬計(jì)算，最后是加工裝配整管。通過(guò)HFSS仿真軟件對(duì)調(diào)制段和輻射段慢波結(jié)構(gòu)的高頻特性進(jìn)行了仿真，優(yōu)化出了慢波結(jié)構(gòu)參數(shù)，在此基礎(chǔ)上對(duì)慢波結(jié)構(gòu)的損耗特性進(jìn)行了仿真計(jì)算。利用CST電磁仿真軟件的粒子工作室模塊對(duì)整管模型進(jìn)行仿真，優(yōu)化出最佳電子注工作電壓、調(diào)制段長(zhǎng)度和漂移管長(zhǎng)度。最終模擬結(jié)果為：電子注工作電壓為18.4kV、工作電流為120mA，輸入信號(hào)頻率為46GHz、功率為30