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由于具有宽频带、大功率、高效率、高增益等优点,螺旋线行波管在微波/毫米波电真空器件中占据重要地位,在电子对抗、雷达和通信等军事电子装备中得到了广泛的应用。随着电子科学技术的快速发展,要求螺旋线行波管具有更宽的频带,更大的输出功率,更长的使用寿命,以及更好的散热性能等。基于以上原因,在阅读了大量文献的基础上,本论文对工作在8-18GHz的螺旋线行波管进行了建模仿真分析。为了拓展行波管的带宽,本文选用了T形翼片-T形夹持杆的螺旋线慢波结构,并对该螺旋线行波管的高频系统,能量输入输出装置以及注-波互作用特性进行了研究。本文的主要工作如下:1.确定了慢波结构及尺寸。在研究大量慢波结构的基础上,首先选取了T形翼片-T形夹持杆的螺旋线慢波结构作为研究对象。其次为了使该慢波结构能满足设计需求,我们对该慢波结构的高频特性进行了仿真分析,研究各个结构尺寸对高频特性的影响,得到适合工作在该频段内的慢波结构参数。2.对工作在8~18GHz频段内的螺旋线慢波系统进行注-波互作用仿真。为了抑制返波振荡,设计出大功率的螺旋线行波管,我们研究了一种螺距和内径都渐变的螺旋线慢波结构,并最终确定该结构的尺寸参数以及工作参数。仿真结果表明,在电流为2A,电压不大于16kV左右时,该行波管可在8~18GHz频段内产生5200W以上的脉冲功率。3.设计了慢波系统的输入输出装置。在行波管的输入部分设计了同轴阻抗变换部分以及同轴输能窗;由于该行波管部分频点输出功率超过6000W,为了承载大功率输出,在行波管输出部分设计了双脊波导的模式变换部分以及双脊波导窗。4.对该螺旋线行波管进行了热、力、电仿真研究。首先使用ANSYS对未加载散热片的慢波结构进行热分析,在对螺旋线内表面上的热源进行了精确的计算后,仿真得到螺旋线行波管上的温度分布以及热应力形变分布;其次用同样办法对加载了散热片的慢波结构进行了热分析。可以发现,螺旋线上靠近输出窗的位置处温度最高。通过增加散热片以及调整散热片的位置对行波管进行散热,可以使该螺旋线行波管能在指标要求范围内正常工作。该螺旋线行波管能在8-18GHz频带范围内输出超过5200W的功率,超宽的带宽以及超高的输出功率充分说明该管在电子装备中的应用价值。