小型化組合式螺旋線行波管性能分析.pdf

1、行波管(TWT)具有寬頻帶、高增益等優(yōu)勢，是雷達(dá)、通信、電子對抗系統(tǒng)中的核心器件。各類應(yīng)用對行波管功率、增益、可靠性等指標(biāo)提出更高的要求，且要求行波管向小型化方向發(fā)展。行波管的分析、設(shè)計(jì)和研制是復(fù)雜過程，計(jì)算機(jī)模擬仿真與實(shí)驗(yàn)測試相結(jié)合，已成為行波管設(shè)計(jì)的主要方法。本文圍繞應(yīng)用需求，重點(diǎn)研究小型化TWT數(shù)值仿真、關(guān)鍵部件與整管性能關(guān)系等，探究小型化TWT實(shí)現(xiàn)的途徑。
　　第二章基于CST軟件套裝完成對某實(shí)用TWT電子槍、周期永磁聚焦

2、系統(tǒng)、高頻結(jié)構(gòu)、注-波互作用和收集極完整的仿真分析，并將計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對比。結(jié)果表明，CST軟件可對TWT進(jìn)行完整的數(shù)值分析，周期永磁聚焦系統(tǒng)、高頻結(jié)構(gòu)冷特性以及注-波互作的結(jié)果具有較高的精度。
　　第三章針對小型化行波管需重點(diǎn)關(guān)注的返波振蕩問題展開研究。基于CST粒子工作室研究了衰減器位置、螺旋線切斷長度和和切斷位置以及螺距變化對返波振蕩的影響。計(jì)算結(jié)果表明，衰減器位置小范圍移動、螺旋線切斷長度和位置改變對抑制返波振蕩的

3、影響較小。三段螺距跳變結(jié)構(gòu)能夠有效抑制高次諧波，提高輸出功率。
　　第四章研究了三螺旋線組合慢波結(jié)構(gòu)。基于CST微波工作室分析了該結(jié)構(gòu)的模場分布，發(fā)現(xiàn)三組螺旋線附近電、磁場分布大致相同，各螺旋線在慢波結(jié)構(gòu)中地位相同。同時，還分析了夾持桿結(jié)構(gòu)、尺寸、材料變化對于色散特性和耦合阻抗的影響。針對三束電子注同時聚焦的需求，提出了一種聚焦磁場結(jié)構(gòu)，仿真結(jié)果證明，該結(jié)構(gòu)能夠滿足設(shè)計(jì)要求。
　　第五章提出一種光纖光柵(FBG)夾持型慢波結(jié)