脊加载环板行波管高频特性的研究

脊加载环板行波管是一种频带相对较宽的大功率行波管,本文用场匹配和变分原理相结合的方法,研究了脊加载环板慢波结构的导波特性及这种行波管的小信号、大信号特性,讨论了结构的几何尺寸及电子注参量对慢波的传播特性、小信号增益及注-波互作用非线性效应的影响.本文的结果将为脊加载环板行波管的设计提供理论基础.     

脊加载同轴径向线慢波结构设计

提出脊加载同轴径向线慢波结构,并用高频结构仿真器(HFSS)电磁仿真软件对其色散特性和耦合阻抗进行研究,分析了不同结构参数变化对其高频特性的影响。结果表明:脊加载同轴径向线慢波结构的色散曲线平坦,减小内径和周期长度可以明显降低慢波结构的相速,从而减小工作电压;加载脊的宽度对耦合阻抗的影响明显,随着加载脊宽度的增加,耦合阻抗得到提高,相速减小;加载脊的长度对结构的色散特性和耦合阻抗影响不明显;这种脊加载方式有利于增加慢波结构的耦合阻抗,提高行波管的增益和效率。脊加载同轴径向线慢波结构是一种全金属结构,工作频带宽,散热性能好,在毫米波波段的行波管中有较好的应用前景。     

电真空器件

001609835GHz 三次谐波低电压回旋管理论研究[刊]/黄勇//电子学报.—2000,28(3).—73～76(C)0016099脊加载环板行波管高频特性的研究[刊]/宫玉彬//电子学报.—2000,28(3).—64～68(C)脊加载环板行波管是一种频带相对较宽的大功率行波管,本文用场匹配和变分原理相结合的方法,研究了脊加载环板慢波结构的导波特性及这种行波管的小信号、大信号特性,讨论了结构的几何尺寸及电子注参量对慢波的传播特性、小信号增益及注-波互作用非线性效应的影响。本文的结果将为脊加载环板行波管的设计提供理论基础。参10     

W波段阶梯型交错双栅慢波结构行波管的研究

为了提高传统交错双栅慢波结构行波管的性能,提出了一种阶梯型交错双栅慢波结构,并基于此新型慢波结构,提出了新型输入输出耦合结构.在此基础上,设计了一只工作在W波段的带状电子注阶梯型交错双栅慢波结构行波管.计算结果显示,阶梯型交错双栅慢波结构行波管的耦合阻抗更高,从而使行波管在更短的互作用电路长度里,实现更高的饱和增益和互作用效率.在90～100GHz频率范围内,阶梯型交错双栅慢波结构的耦合阻抗大于4Ω,高于传统交错双栅慢波结构;W波段带状电子注行波管高频结构的反射系数(S11)小于-15dB;并且行波管的饱和输入功率仅约为0.7W,可以实现最高输出功率约800W,相应的效率大于7.8%,增益大于30.6dB.     

26.5-40GHz 高效率宽带毫米波行波管高频系统仿真设计

优化高频系统慢波结构参数,分析了慢波结构的材料及T 型夹持杆对高频损耗的影响,设计了一种未加载翼片结构的双渐变螺线26.5-40GHz 40W 宽带行波管,试验测试宽频带内电子效率超过12%,采用4 级降压收集极后总效率大于37%。     

开放式圆柱光栅周期结构的色散特性分析

研究了一种新的开放式圆柱光栅周期结构,该结构可以作为Smith-Purcell自由电子激光和相对论行波管中的慢波结构.采用近似的场论方法,用一系列相连的矩形阶梯来近似代替光栅上任意槽形的槽的连续轮廓,利用各阶梯面上导纳的匹配,以及槽与互作用区的连续和匹配条件,获得了任意形状槽圆柱光栅周期结构的色散方程,并讨论了系统结构参数变化对系统色散特性的影响.利用软件MAGIC对结构的色散特性进行了二维模拟,与理论计算得到的值符合良好.     

同轴任意槽形周期圆波导慢波结构小信号特性

用阶梯近似的方法分析任意槽形加载的圆波导慢波系统中的场,采用自洽场理论,得到了任意槽形周期加载圆波导慢波系统在小信号条件下的“热”色散方程,并对结构参数对小信号增益的影响情况进行了研究。加载深度和槽口宽度在固定频率下都有一最佳值使得增益最大。     

带状束矩形栅毫米波行波管的研究

为了克服单模近似法(SMA)在分析矩形栅慢波系统高频特性的局限性,用“本征函数法”得到了其色散特性,进而求得耦合阻抗.并针对矩形栅的两种典型结构(浅槽栅和深槽栅)进行数值计算,分析了金属栅的几何尺寸对系统高频特性的影响.设计出3 cm、8mm波段的矩形栅模型,进行实验测量,实验值与理论值符合良好.导出了考虑电子注时的“热”色散方程,得到其小信号增益,讨论了电子注参数和慢波电路几何尺寸对小信号增益的影响,为矩形栅慢波系统行波管的设计提供了理论基础.     

W波段双带状电子注新型平面慢波结构行波管

提出了一种适用于W波段行波管(TWT)的双注矩形环杆(DBRRB)慢波结构(SWS),该结构具有平面特性,适合于微细加工.在一对T形介质杆的支撑下,RRB SWS适用于双带状电子注工作.利用计算机仿真分析了其高频特性.设计并采用了渐变结构和阶梯波导的宽带输入输出结构.采用粒子(PIC)模拟研究了RRB SWS的热仿真性...     

脊加载环板行波管的理论与实验研究

脊加载环板行波管是一种频带相对较宽的大功率行波管 ,本文对脊加载环板慢波系统及其改进型进行了研究 ,理论与实验良好符合 ,实验表明脊加载环板慢波系统的改进型比脊加载环板慢波系统具有更宽的频带 ;同时对慢波系统采用等效线路模型 ,电子注采用二维圆环模型 ,研究了脊加载环板行波管的大信号特性 ,讨论了注波互作用的非线性效应。本文的结果将为脊加载环板行波管的设计提供理论基础。     

ANALYSIS OF RECTANGULAR WAVEGUIDE GRATING SLOW-WAVE STRUCTURE WITH THE ARBITRARY SHAPED GROOVES

The rectangular waveguide grating slow-wave structure (SWS) with arbitrary shaped grooves is presented and analyzed in this paper. As an all-metal slow-wave circuit, it has properties that can be used in high-power millimeter-wave or sub-millimeter wave traveling wave tube (TWT). The unified dispersion equation and the expression of coupling impedance are obtained in this paper by means of an approximate field-theory analysis, in which the profile of the groove is approximately replaced by a series of steps and the field continuity at the interface of two neighboring steps together with the field matching conditions at the interface between the groove region and the interaction region are employed. A rectangular groove SWS was manufactured and the cold measurement was made. The experimental data are in good agreement with the numerical calculation. The derived transcendental equations are resolved numerically for four classical structures such as rectangular, dovetail, ladder and cosine. Finally, taking the rectangular waveguide grating SWS with rectangular grooves for example, the influences of physical dimensions on dispersion relation and coupling impedance are discussed.     

任意槽形螺旋槽慢波结构的色散方程

在本文的分析中,将任意槽形的螺旋槽的连续轮廓近似用一系列相连的矩形阶梯代替,利用各阶梯面上导纳的匹配,以及槽与中心互作用区边界场的连续和匹配条件,获得了任意形状螺旋槽慢波结构的色散方程;同时加工制作了一半圆形螺旋槽模型,对其色散特性的冷测实验表明理论与测量值相吻合。     

三腔分离腔振荡器高频特性分析

本文详细研究了三腔分离腔振荡器的高频特性,从圆柱坐标系下的Borgnis位函数的齐次标量Helmholtz方程出发,引入慢波驻波概念及其场表达式,利用Borgnis位函数的边界条件及相邻子区公共界面上的场匹配条件,导出了三腔分离腔振荡器内角向均匀TM模的色散关系及场分布,求得的谐振频率与实验中测得的微波频率一致.     

三腔分离腔振荡器高频特性分析

本文详细研究了三腔分离腔振荡器的高频特性,从圆柱坐标系下的Borgnis位函数的齐次标量Helmholtz方程出发,引入慢波驻波概念及其场表达式,利用Borgnis位函数的边界条件及相邻子区公共界面上的场匹配条件,导出了三腔分离腔振荡器内角向均匀TM模的色散关系及场分布,求得的谐振频率与实验中测得的微波频率一致.     

盘荷波导慢波结构色散特性的变分分析

盘荷波导慢波结构可以看成由无数多个波导不连续性组成，每个波导不连续性可用一个T型网络描述，其参数能用变分方法得到，再根据无耗的四端微波网络理论，可以得到这种慢波结构的色散方程，因此本文得到了一种用于计算盘荷波导慢波结构色散特性的变分法。该变分法获得的色散特性结果与用场匹配法和HFSS模拟获得的结果符合得比较好。     

三腔分离腔的结构尺寸对频率的影响

该文从圆柱坐标系下的Borgnis位函数的齐次标量Helmholtz方程出发,引入慢波驻波概念及其场表达式,利用Borgnis位函数的边界条件及相邻子区公共界面上的场匹配条件,导出了三腔分离腔内角向均匀TM模的色散关系,并利用色散关系分析了三腔分离腔的结构尺寸对谐振频率的影响。     

任意槽形矩形慢波结构高频特性分析

矩形慢波结构及其变态具有易于微加工、横向尺寸大、散热好等优点,是一种有潜力工作于毫米波段或亚毫米波段的高频系统.文中利用场匹配的方法推导出了任意槽形状开放式矩形波导慢波结构的统一色散方程,并利用数值计算方法分析了几种特殊槽形状加载慢波结构的色散特性及耦合阻抗,得到三角形结构色散和耦合阻抗均最弱,而倒梯形结构色散最强,耦合阻抗最大.     

Characteristics of electric power transmission on high-frequencyinverter having distributed constant line at load side

An induction heating system aimed at improving the characteristics of high-frequency power supplied from the high-frequency, inverter to the parallel resonant load circuit is proposed, and its transmission efficiency is studied. In this system, high-frequency power can be supplied by lowering the effect of the inductance component accompanied by wiring between the inverter circuit and the resonant load circuit. Impedance matching between the inverter and the resonant circuit and high-efficiency power transmission from the inverter to the load circuit are possible. If a flexible coaxial cable is used as the distributed constant line, it is easy to cope with the case in which comparative distance exists between the inverter part and the heating part or the case in which the heating part is moved     

Modeling of the dielectric logging tool at high frequencies: theory

The high-frequency dielectric logging tool is analyzed, using first-principle electromagnetic field analysis, to determine characteristics such as tool behavior during measurement in a well logging environment. The theoretical model, a composite boundary value problem, consists of a source backed by an infinite ground plane (the measurement tool) in front of a two-dimensional inhomogeneity (geologic formation) which is divided into regions. The solution in each region is treated analytically in two dimensions, and numerically in one dimension. The one-dimensional problem is solved using the finite-element method, resulting in a conventional eigenvalue problem. This allows the eigenmodes of each region to be found systematically. Once the eigenmodes are found in each region, the solution for the two-dimensional inhomogeneity is obtained by matching boundary conditions at a discontinuity as in the method of mode matching. This gives the reflection and transmission operators characterizing each discontinuity