用于Ku波段回旋行波管的耦合輸出漸變段的研究.pdf

1、回旋行波管放大器以其高功率、寬帶寬等顯著的特點(diǎn)，成為最有發(fā)展?jié)摿蛻?yīng)用前景的毫米波相干輻射源之一，在高功率毫米波雷達(dá)、通訊、精確制導(dǎo)、材料處理和高能粒子加速器等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，在國際上受到極大關(guān)注。 我國Ku波段和毫米波段遠(yuǎn)程雷達(dá)的發(fā)展與國外差距很大，主要是沒有合適的大功率微波源。選擇回旋行波管作為Ku波段超遠(yuǎn)程雷達(dá)發(fā)射機(jī)的功率源，是一條既可行，又有很大發(fā)展?jié)摿Φ穆纷印；匦苁且环N快波器件，在高工作頻率的情況下具有很高的功率

2、容量?；匦胁ü苤懈哳l結(jié)構(gòu)因其尺寸和頻段的特殊性，在設(shè)計(jì)上有別于其他的高頻傳輸系統(tǒng)。本文依據(jù)目前回旋行波放大器的發(fā)展需求和現(xiàn)狀，對Ku波段回旋行波管的漸變耦合輸出段進(jìn)行了理論分析和綜合設(shè)計(jì)。 漸變輸出波導(dǎo)往往被用于互作用段和一個更大半徑的輸出波導(dǎo)之間的傳輸。這樣的漸變段要求具有良好的傳輸和雜模抑制功能，同時長度要盡可能短?？紤]到這些因素，通?；匦胁ü芊糯笃鞯妮敵霾糠质且粋€口徑逐漸變大的漸變傳輸波導(dǎo)，既能抑制雜模產(chǎn)生，又能保證阻

3、抗不突變。對于回旋行波管的漸變波導(dǎo)，設(shè)計(jì)上主要有以下難點(diǎn)：1)、在波導(dǎo)的輸入端，主模微高于截止，所以必須把輸入反射和前向及反向散射模式計(jì)入考慮；2)互作用區(qū)和輸出窗的半徑比α2/α1較大，導(dǎo)致大量雜模產(chǎn)生；3)、回旋行波管中，TEmn模不僅和TEmp模產(chǎn)生耦合，還將激勵TMmp模。 本文首先系統(tǒng)的分析了過模波導(dǎo)漸變器中傳播模式間的耦合情況，推導(dǎo)了不規(guī)則漸變圓波導(dǎo)的耦合波方程和主模為TE11時的三模耦合方程，分析了目前對漸變圓波導(dǎo)

4、的輪廓分析和綜合設(shè)計(jì)法；針對Ku波段的回旋行波管放大器輸出段的具體情況，推導(dǎo)了近截止?jié)u變波導(dǎo)的耦合波方程，給出了耦合系數(shù)，介紹了喇叭過渡器的分段設(shè)計(jì)法；最后，把喇叭過渡器的設(shè)計(jì)方法用于近截止波導(dǎo)，分別針對前端反射和模式變換來進(jìn)行設(shè)計(jì)。其中主要設(shè)計(jì)了三段級聯(lián)的Parabolic型漸變波導(dǎo)和兩段級聯(lián)的修正Dolph-Chebyshev漸變波導(dǎo)，分別討論了各方案的特點(diǎn)，用Matlab對兩種漸變波導(dǎo)進(jìn)行了數(shù)值分析，確定了漸變形狀和漸變長度，高頻