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速调管作为真空电子器件的一种,凭借着自身高功率、高增益、高效率、宽带宽等特点,在雷达导航、探测辐照、微波通信、电视广播、空间探测等领域都具有广泛的应用。随着速调管理论基础研究的发展,分布作用技术、输出腔加载滤波器技术、参差调谐技术等先进技术的应用,速调管正在向着更大功率、更宽带宽、更高稳定性方面发展,也在用技术指标的不断提高推动着这些行业前进。速调管根据电子注数目划分为单注速调管和多注速调管。多注速调管由于在降低电压、展宽带宽等方面的优势,这几年得到迅速发展和应用。高频系统和输入输出系统作为多注速调管的重要组成部分,其结构和特性对整管的输出功率、效率、带宽和增益都有决定性的影响。本文结合实际制管需求,围绕着在200kW峰值功率电平上实现500MHz输出带宽的技术指标,开展了一系列的研究实验工作,并最终制作样管进行了测试。本论文的主要工作:以C波段基次模式的矩形谐振腔为研究对象,以HFSS三维电磁场仿真软件为工具,给出了工作模式的场分布、谐振频率及特性阻抗值,分析了谐振腔体积、电子数目、间隙距离、端头面积对谐振频率及特性阻抗值的影响,得出了C波段基次模式矩形谐振腔的最优结构。依据C波段基次模式矩形谐振腔的优化规律,利用计算机模拟技术,分别对TM210和TM220模式的矩形谐振腔进行了结构尺寸设计。分析要实现的指标参数,结合现有工艺水平、研发周期,选定工作模式及谐振腔尺寸。利用分布作用腔技术和滤波器加载技术,在计算机模拟的帮助下实现500MHz的输出带宽,并在氧化铍输出窗的保障下对200kW的微波能量进行输出。运用小信号和大信号程序模拟确定谐振腔数目、谐振频率、品质因数等参数实现群聚带宽。以设计和模拟结果指导制管,制成整管并测试,将测试结果和设计模拟值进行比较,验证设计的可行性和准确性。