寬帶毫米波螺旋線慢波結構的研究.pdf

1、螺旋線慢波結構是使用最早的慢波結構之一，由于其十分寬的頻帶特性被廣泛應用于寬頻帶行波管的設計中，具有寬頻帶、大功率、高效率以及高增益等特點，尤其可與固態(tài)放大器件和電子功率調諧器一起形成微波功率模塊(MPM)或者毫米波功率模塊（MMPM），被大量應用于雷達、航天、通信、電子對抗等領域。隨著軍事電子技術的發(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，更長的壽命以及更小的尺寸等特點，因此深入而詳細地對螺旋線慢波結構進行研究具有

2、重要的理論價值和現實意義。本文針對寬帶毫米波螺旋線慢波結構進行了研究，主要工作如下：
　　1.為了改善螺旋線慢波結構的色散特性，拓展工作帶寬，基于色散成型技術，對慢波結構進行金屬加載和脊加載，利用三維電磁仿真軟件 HFSS設計了工作在18-40GHz頻段范圍內的脊加載螺旋線慢波結構和工作在26.5~40GHz頻段范圍內的T形翼片加載的螺旋線慢波結構，詳細地分析了高頻結構尺寸參數的變化對高頻特性的影響。進行尺寸優(yōu)化，得到平坦的色散曲

3、線和較高的耦合阻抗。
　　2.對18~40GHz螺旋線行波管互作用系統(tǒng)進行了設計，采用脊加載螺旋線作為慢波結構，基于螺距跳變技術，采用2.5維大信號互作用程序對其進行注-波互作用的模擬計算。設置工作電壓為9700V，工作電流為170mA，比較不同螺距跳變方案對注-波互作用的影響，結果表明：采用均勻螺距整管基波輸出功率達到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