新型曲折波導行波管的研究.pdf

1、曲折波導行波管因具有功率容量大，散熱能力強，制造成本較低，結構牢固，工藝簡單，工作穩(wěn)定壽命較長等諸多優(yōu)點，以在高功率微波領域內(nèi)成為一顆廣受關注的新星。各界對曲折波導的研究與應用也越來越深入。然而曲折波導行波管雖然較之耦合腔行波管有更簡單的結構和加工工藝制成，但其耦合阻抗卻比耦合腔行波管小。針對這一問題，本文提出兩種結構改進方法以提高曲折波導行波管慢波線上注-波的耦合阻抗——加帽結構和矩形槽加載結構。該兩種新結構分別基于工作于V波段的常規(guī)

2、彎曲曲折波導行波管和工作于Ka波段的常規(guī)直角曲折波導行波管進行改進。
　　通過“加帽”，縮小了絕對帶寬的同時大幅增加了曲折波導行波管的耦合阻抗。新型行波管工作于60GHz中心頻率的耦合阻抗較常規(guī)結構增加百分比近50％。本中詳盡的通過計算機仿真軟件分析了結構變化對色散、耦合阻抗和歸一化相速的影響。并更進一步地深入分析和對比了常規(guī)曲折波導和新型結構曲折波導的注-波互作用。發(fā)現(xiàn)在保證工作條件相似的前提下，新結構較原結構的輸出增益高出10

3、dB，電子效率更是提到約8.3%。為對互作用效率有嚴格要求的衛(wèi)星通信所使用的行波管放大器提供了一種十分有效的方案。
　　之后本文又提出一結構——矩形槽加載直角曲折波導行波管。通過在直角曲折波導彎曲段內(nèi)側加載矩形槽，可以進一步有效提高曲折波導行波管注-波互作用的耦合阻抗。
　　因為設計需求不同，曲折波導也可能產(chǎn)生設計者意愿之外的結果。比如，曲折波導產(chǎn)生某一頻率的自激振蕩，又比如需要抑制在特定曲折波導中存在的高次模如TE20模等

4、。如果需要工作在高次模如TE20模，也可用此方法抑制基模TE10模。即需要抑制特定頻率的電磁場能量，則可使用本文提出的又一種新型曲折波導結構改進設計——衰減紐扣。在曲折波導特定模式場強的最強處，將波導中的電磁場耦合進填充有衰減介質的諧振腔中。通過在該衰減紐扣中對特定頻率點的電磁場諧振而達到衰減的目的。通過改變衰減紐扣的半徑和長度可以有針對性改變需要衰減的電磁場的頻率。使用計算機仿真軟件模擬求得加載了衰減紐扣的曲折波導行波管的傳輸系數(shù)S2