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。
　　本文以非相對論電子束的高次諧波產(chǎn)生機理及其在倍頻行波管中的應(yīng)用為研究目的，設(shè)計了一種行波放大器—短毫米波高次諧波行波管，該器件的特點是電子束流經(jīng)過輸入信號的調(diào)制，電子相空間折疊產(chǎn)生電子群聚束團，并且能夠選擇特定的高次諧波進行放大且能抑制其他諧

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

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