短毫米波曲折波導(dǎo)行波管的研究.pdf

1、短毫米波在高速數(shù)據(jù)傳輸、新型電子材料光譜、空間研究、醫(yī)學(xué)、生物學(xué)、監(jiān)控和遙感等領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用潛力。近年來，毫米波頻段的高功率微波源在上述領(lǐng)域中的應(yīng)用極具吸引力。行波管具有高輸出功率、高電子效率和高工作增益的特性，是短毫米波頻段運用得最為廣泛的真空電子器件之一。作為全金屬結(jié)構(gòu)，曲折波導(dǎo)具有堅固的結(jié)構(gòu)和良好的熱穩(wěn)定性，這使得曲折波導(dǎo)在短毫米波頻段具有制造成本低、機械強度高、功率容量高和頻帶寬的特點。此外，曲折波導(dǎo)的輸入輸出電路結(jié)構(gòu)簡單，

2、采用微細(xì)加工技術(shù)制造的曲折波導(dǎo)行波管非常適合運用于短毫米波頻段，因此本文主要研究短毫米波段的曲折波導(dǎo)行波管。本論文的主要工作包括以下四點：
　　1、設(shè)計了具有大孔徑電子注通道的140GHz曲折波導(dǎo)行波管，通過計算機軟件對慢波結(jié)構(gòu)的高頻特性進(jìn)行了分析，設(shè)計了行波管的傳輸系統(tǒng)，包括盒型窗、雙曲圓弧漸變波導(dǎo)、截斷衰減器,還設(shè)計了行波管的周期永磁聚焦系統(tǒng)。利用非線性軟件計算了行波管的注-波互作用，最終設(shè)計的行波管在中心頻率處具有85W的功

3、率輸出和42dB的增益。
　　2、對設(shè)計的140GHz曲折波導(dǎo)行波管進(jìn)行了實驗測試，盒型窗結(jié)構(gòu)在中心頻率140GHz處的駐波系數(shù)小于1.1，整管在中心頻率140GHz處，駐波系數(shù)為1.8。最終測得行波管在137GHz-144GHz頻率范圍內(nèi)增益均在20dB之上，在中心頻點140GHz處，飽和輸出增益達(dá)到25dB。
　　3、設(shè)計了220GHz曲折波導(dǎo)行波管，利用計算機軟件設(shè)計了行波管的高頻結(jié)構(gòu)、盒型窗、雙曲圓弧漸變波導(dǎo)、截斷衰