特殊螺旋線慢波結(jié)構(gòu)研究.pdf

1、隨著軍事技術(shù)的飛速發(fā)展,螺旋線行波管作為一種微波毫米波領(lǐng)域的功率放大器,在通信、雷達(dá)以及電子對抗等領(lǐng)域的使用日趨增多。寬頻帶和高功率一直是螺旋線行波管的兩個(gè)最主要的發(fā)展方向。為改善螺旋線慢波結(jié)構(gòu)的色散特性,拓寬行波管的工作帶寬,一般采用色散成型技術(shù);為提高行波管的輸出功率和電子效率,常采用螺距跳變技術(shù)來設(shè)計(jì)互作用慢波電路。本文對特殊螺旋線慢波結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究,主要工作如下:
　　1.在色散成型技術(shù)的基礎(chǔ)上,采用金屬和介質(zhì)一體化,設(shè)計(jì)

2、了一種特殊圓形夾持桿加載螺旋線慢波結(jié)構(gòu)(結(jié)構(gòu)一)和一種特殊矩形夾持桿加載螺旋線慢波結(jié)構(gòu)(結(jié)構(gòu)二)兩種慢波結(jié)構(gòu),并對兩種結(jié)構(gòu)的高頻特性、注-波互作用特性及非同步參量進(jìn)行了計(jì)算和分析。在26~40GHz頻段內(nèi),結(jié)構(gòu)一的輸出功率為170~200W,增益大于40dB,增益波動(dòng)小于3dB,電子效率可以達(dá)到10％。結(jié)構(gòu)二的輸出功率為180~230W,增益大于47dB,增益波動(dòng)小于3dB,電子效率大于10％。粒子模擬結(jié)果表明增益曲線與非同步參量曲線具

3、有一致性。由于結(jié)構(gòu)二的輸出功率更大,增益和電子效率更高,所以該結(jié)構(gòu)更適用于Ka波段螺旋線行波管。此外在V波段對結(jié)構(gòu)二的高頻特性、注-波互作用特性及非同步參量進(jìn)行了計(jì)算和分析。該結(jié)構(gòu)在56~64GHz頻段內(nèi)輸出功率可以達(dá)到60W,對應(yīng)的增益和電子效率分別為54dB和8％。采用介質(zhì)和金屬一體化,不僅可以提高夾持桿的機(jī)械強(qiáng)度,增強(qiáng)慢波結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,而且可以明顯改善慢波結(jié)構(gòu)的色散特性,有助于拓展行波管的工作帶寬,此外還有助于減小行波管的增益波動(dòng)