X波段新型耦合腔慢波結(jié)構(gòu)行波管研究.pdf

1、在眾多的微波管當中，行波管可以在最大程度上把大功率與寬頻帶高效結(jié)合，因此被廣泛應用在雷達、電子對抗等軍事領域以及民用通信、醫(yī)療等領域之中。
　　行波管可以根據(jù)慢波結(jié)構(gòu)的種類大致分為螺旋線行波管和耦合腔行波管。由于耦合腔行波管具有全金屬結(jié)構(gòu)，熱耗散能力更強，因此可以獲得較大的輸出功率，而螺旋線行波管的散熱能力較弱，使得其功率難以得到大幅度的提高。具有全金屬特性的慢波結(jié)構(gòu)在熱耗散能力上有優(yōu)勢，從而功率容量大，但是它的金屬密封性又會增強

2、色散，從而使行波管的帶寬變窄，所以需要在這二者之中找到最佳的平衡點。因此，探索新型的具有大功率和寬頻帶特性的耦合腔慢波結(jié)構(gòu)行波管具有重要的意義。
　　本文主要研究 X波段大功率新型耦合腔慢波結(jié)構(gòu)行波管。一方面優(yōu)化了一種新型的脊加載單交錯矩形耦合腔行波管，另一方面設計了重入式雙交錯梯形線耦合腔慢波結(jié)構(gòu)行波管，主要內(nèi)容有：
　　1.利用微擾理論對耦合腔慢波系統(tǒng)進行場論分析，同時也著重對慢波結(jié)構(gòu)的色散特性和耦合阻抗進行理論分析和研

3、究。
　　2.對脊加載單交錯耦合孔矩形耦合腔行波管的慢波結(jié)構(gòu)的高頻特性進行優(yōu)化，在盡量保持較高耦合阻抗前提下，適當?shù)臏p小歸一化相速，減弱色散，并對前后兩段的慢波線的周期進行跳變。最終使得其在更小的工作電壓下，輸出功率和電子效率有了提升，同時帶寬也得到了拓展。仿真結(jié)果為：工作電壓25.2kV、電流5A，在8.3-9.8GHz內(nèi)輸出功率大于20kW，增益超過37dB,并且在工作頻帶8.6-9.5GHz內(nèi)的電子效率大于20％。