寬帶毫米波螺旋線慢波結(jié)構(gòu)的研究.pdf

1、螺旋線慢波結(jié)構(gòu)是使用最早的慢波結(jié)構(gòu)之一，由于其十分寬的頻帶特性被廣泛應(yīng)用于寬頻帶行波管的設(shè)計(jì)中，具有寬頻帶、大功率、高效率以及高增益等特點(diǎn)，尤其可與固態(tài)放大器件和電子功率調(diào)諧器一起形成微波功率模塊(MPM)或者毫米波功率模塊（MMPM），被大量應(yīng)用于雷達(dá)、航天、通信、電子對(duì)抗等領(lǐng)域。隨著軍事電子技術(shù)的發(fā)展，需要螺旋線行波管具有更寬的頻帶，更高的功率，更高的頻率，更長(zhǎng)的壽命以及更小的尺寸等特點(diǎn)，因此深入而詳細(xì)地對(duì)螺旋線慢波結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究具有

2、重要的理論價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。本文針對(duì)寬帶毫米波螺旋線慢波結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究，主要工作如下：
　　1.為了改善螺旋線慢波結(jié)構(gòu)的色散特性，拓展工作帶寬，基于色散成型技術(shù)，對(duì)慢波結(jié)構(gòu)進(jìn)行金屬加載和脊加載，利用三維電磁仿真軟件 HFSS設(shè)計(jì)了工作在18-40GHz頻段范圍內(nèi)的脊加載螺旋線慢波結(jié)構(gòu)和工作在26.5~40GHz頻段范圍內(nèi)的T形翼片加載的螺旋線慢波結(jié)構(gòu)，詳細(xì)地分析了高頻結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)的變化對(duì)高頻特性的影響。進(jìn)行尺寸優(yōu)化，得到平坦的色散曲

3、線和較高的耦合阻抗。
　　2.對(duì)18~40GHz螺旋線行波管互作用系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，采用脊加載螺旋線作為慢波結(jié)構(gòu)，基于螺距跳變技術(shù)，采用2.5維大信號(hào)互作用程序?qū)ζ溥M(jìn)行注-波互作用的模擬計(jì)算。設(shè)置工作電壓為9700V，工作電流為170mA，比較不同螺距跳變方案對(duì)注-波互作用的影響，結(jié)果表明：采用均勻螺距整管基波輸出功率達(dá)到180W以上，電子效率大于11％，增益大于35dB，二次諧波小于-6dB；采用螺距跳變后基波輸出功率和基波電子效