螺旋線行波管中返波振蕩的理論和仿真研究.pdf

1、螺旋線行波管是微波電子學(xué)中非常重要的一類器件，在很多領(lǐng)域中有著非常廣泛的應(yīng)用。然而，在行波管中有很多原因如各種非線性、不穩(wěn)定性和寄生現(xiàn)象都會(huì)造成行波管工作不穩(wěn)定，其中返波振蕩是影響行波管工作穩(wěn)定性的最重要的因素之一。本論文以相關(guān)項(xiàng)目為依托，對(duì)螺旋線行波管中返波振蕩的基礎(chǔ)理論進(jìn)行了整理和總結(jié)，進(jìn)而利用基于一維小信號(hào)模型的耦合模理論和基于二維小信號(hào)模型的波導(dǎo)激勵(lì)理論對(duì)實(shí)際行波管中的返波振蕩起振情況進(jìn)行研究，最后建立了螺旋線行波管中返波振蕩影

2、響因素?cái)?shù)據(jù)庫。
　　本論文主要從以下三個(gè)方面展開工作：
　　一、對(duì)返波振蕩的相關(guān)基礎(chǔ)理論進(jìn)行研究。首先介紹了研究返波振蕩的一維和二維理論，對(duì)求解微分方程組的主要步驟進(jìn)行了說明，并且整理和總結(jié)了返波振蕩參量和返波振蕩起振電流的計(jì)算。這些理論是這篇論文的研究基礎(chǔ)。
　　二、利用理論對(duì)實(shí)際的螺旋線行波管中的返波振蕩進(jìn)行研究，并且預(yù)測(cè)其起振情況。首先用仿真軟件HFSS對(duì)螺旋線行波管進(jìn)行仿真，重點(diǎn)對(duì)高頻系統(tǒng)的色散、耦合阻抗和衰減

3、常數(shù)進(jìn)行計(jì)算，確定起振點(diǎn)的頻率等其他參數(shù)，然后結(jié)合具體的工作條件，對(duì)返波參量進(jìn)行計(jì)算，再將這些參量代入返波振蕩微分方程組，用數(shù)值方法求解計(jì)算，得到起振長(zhǎng)度，最后預(yù)測(cè)行波管的起振情況。預(yù)測(cè)結(jié)果與相關(guān)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果完全一致，進(jìn)一步證明了分析方法的正確。
　　三、建立了返波振蕩影響因素?cái)?shù)據(jù)庫。我們以一支行波管為基準(zhǔn)，使其某一參量的數(shù)值在標(biāo)稱值附近改變，如螺旋線的螺距、螺旋線的內(nèi)徑、螺旋線的厚度、螺旋線的寬度、電子注半徑、聚焦磁場(chǎng)的強(qiáng)度、聚焦