【摘 要】
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行波管拥有宽频带和高增益等特性,是微波电真空器件中应用最为广泛的一类器件。随着军事工业等领域的不断发展,要求器件的输出功率大、工作带宽宽和工作频率高。当频率提高时,尺寸共渡效应导致行波管高频结构的尺寸变小,损耗增加,同时当电流密度增大时圆形电子注的聚焦效果会变差。带状注行波管是一种毫米波和亚毫米波段的高功率器件。相较于传统的圆形电子注,带状注有更大的横截面积,即在相同电流密度下,带状电子注能传输更
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行波管拥有宽频带和高增益等特性,是微波电真空器件中应用最为广泛的一类器件。随着军事工业等领域的不断发展,要求器件的输出功率大、工作带宽宽和工作频率高。当频率提高时,尺寸共渡效应导致行波管高频结构的尺寸变小,损耗增加,同时当电流密度增大时圆形电子注的聚焦效果会变差。带状注行波管是一种毫米波和亚毫米波段的高功率器件。相较于传统的圆形电子注,带状注有更大的横截面积,即在相同电流密度下,带状电子注能传输更大电流,同时平面型带状电子注有利于器件制作的平面化、小型化、集成化。本文对W波段带状注行波管进行了仿真与实验研究,主要内容如下:1、研究了W波段交错双栅慢波结构。在仿真设计过程中使用CST和HFSS计算交错双栅慢波结构的色散特性和耦合阻抗,该结构有较宽带宽且在90-110GHz频率范围内耦合阻抗都在4（?）以上。对照实验结果在慢波系统的输入输出端加上布拉格结构,提高整管的传输特性。2、对带状注电子枪进行了相关设计研究。分别仿真优化了电子枪的阳极电压和阴阳极间距,同时计算通道口尺寸变化对电子注传输的影响。3、对PCM磁聚焦系统的聚焦效果进行了分析设计。为了提高磁场的聚焦效果,对聚焦系统中磁块的充磁方式以及相邻极靴的交错程度进行了相关研究,最终设计出的PCM磁场与电子枪联合仿真后,得到的流通率大小为97.37%。4、对仿真设计好的慢波结构和PCM磁场进行实验分析。慢波“冷测”实验得频率在88-94GHz时,反射系数S11维持在-13.35d B以下,传输系数S21在-4.34d B以上。磁场装配完成后得到纵向磁场周期大小为6.6mm,磁场峰值保持在3200Gs,与仿真结果保持一致。最后将行波管各部分装配完成,进行了“热”测实验。
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