复介电常数和磁导率测量的新方法

本文提出了一种新的确定Ka 波段毫米波损耗材料复介电常数和磁导率的测量方法,给出了确定样品的复介电常数和磁导率的散射方程。与传统采用的NRW 方法相比,这一方法消除了介电常数测量对参考面的位置和样品长度依赖性。     

阴极电子发射模型及数值算法

阴极特性的好坏对真空电子设备有着重要的影响,而在阴极特性中电子的发射机制又非常重要,自从上个世纪早期的Child-Langmuir 定律问世以来,阴极电子发射的问题就得到了各国学者持续的关注,对这个问题的研究主要集中在发展和改进阴极电子发射的模型及数值算法。本文从以上两个方面简要回顾了这个领域内的研究成果和进展情况,并提出了自己的见解．     

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%。     

毫米波螺旋线行波管慢波系统高频损耗

基于夹持杆分层螺旋带模型和三维电磁场分析研究了毫米波螺旋线行波管慢波系统的导体和介质损耗。螺旋带模型中介质损耗考虑为纵向传播常数的虚部,给出螺旋带中电磁场的解析解,导体损耗由螺旋线和管壳表面的面电流不连续性获得。三维电磁场分析通过本征模法,求解单周期结构的品质因数和周期储能获得有限导电率导体和夹持杆陶瓷损耗角带来的慢波系统高频损耗。结果表明,毫米波段螺旋线的导体损耗和夹持杆的介质损耗远大于管壳导体损耗,介质损耗与陶瓷损耗角呈线性关系,对高频损耗的影响不可忽略。     

94 GHz TE_（02）-TE_（11）模式变换链的设计与模拟

本文在电磁场耦合模理论的基础上利用MATLAB优化工具对W波段回旋管用TE02-TE01-TE11模式变换链进行了详细研究与分析。应用编制的仿真程序对W波段TE02-TE01-TE11模式变换链进行了设计和数值模拟,通过结构参数优化,获得了性能良好的模式变换链。TE02-TE01和TE01-TE11模式变换器在中心频率94 GHz处的转换效率分别为96.3%和94.1%,对应带宽分别为4 GHz（转换率95%以上）和2 GHz（转换率90%以上）。为了进一步验证设计的模式变换链的性能,利用高频模拟仿真软件HFSS对优化的模式变换链进行了模拟仿真,模拟结果与利用计算程序得到的结果基本吻合。     

Ka波段二次谐波回旋速调管放大器的PIC模拟

该文根据谐波回旋速调管放大器的注.波互作用特点,分析了放大器稳定工作的条件:对Ka波段二次谐波三腔回旋速调管放大器的注-波互作用进行了模拟计算,对放大器的注.波互作用电路参数进行了优化设计。模拟计算结果表明,在电子注电压为70kV,电子注电流15A,工作磁场为0.685T时,在35GHz频率放大器可以获得超过250kW的输出功率,大于21dB的增益,23%的效率和约为120MHz的带宽。计算结果为实际工程设计提供了有益的参考。     

W波段二次谐波回旋振荡器

针对谐波回旋管互作用效率低的问题, 以自洽非线性理论为基本工具, 系统地分析了三个关键因素, 即互作用腔体长度(Q值)、电子注的横纵速度比和工作电压对二次谐波互作用系统性能的影响.研究发现当工作磁场选择在硬激发区时, 通过综合调节电子注的横纵速度比和工作电压能够获得较高的互作用效率.基于自洽非线性理论优化设计了一个W波段二次谐波回旋振荡器, 粒子模拟(PIC)结果显示当电子注速度离散３％, 工作电压37 kV, 电流4 A时, 输出效率达到了39.5%.     

负-正相速跳变慢波结构行波管的小信号理论辅助分析

应用Pierce小信号理论,对设计高效率宽带行波管的一般方法进行分析,采用螺距跳变渐变技术,形成了相速减少和相速增加两段结合的输出段作为宽带行波管的慢波结构,并采用散热性能好的半金属化夹持杆慢波结构产生反常色散曲线。为了提高行波管工作频带的电子效率,在高频点(18 GHz),利用遗传算法并调用1维BWIS互作用程序,对相速减少和相速增加两段相结合输出段的慢波结构进行了优化。计算结果表明:行波管在工作频带(6~18 GHz)获得了比较平坦的饱和输出功率,为下一步实际研制宽带行波管提供了理论依据。     

螺旋线行波管慢波组件散热性能的研究

提出了慢波组件散热性能的评价方法——电阻温度系数法，利用此方法对冷弹压法、缠钼带热挤压法、石墨热挤压法及新型的无变形热挤压法制备的慢波组件散热性能进行了实验研究，结果表明无变形热挤压方法比冷弹压法和传统的缠钼带热挤压法制备的慢波组件散热性能好。传统的石墨热挤压法可与无变形热挤压法制备的组件的散热能力相比拟，但石墨热挤压法会引起慢波组件的两次变形，使慢波组件的微波反射点增多增强，从而影响慢波组件的电性能。对国产BeO和进口BN夹持杆组成的慢波组件的散热性能进行了比较研究。同时对镀铜和镀金螺旋线与无镀层螺旋线组成的慢波组件也进行了对比研究。这些结果为制备散热性能好的慢波组件提供了有益的实验结果。     

非轴对称磁场对多级降压收集极性能的影响

收集效率和回流率是体现多级降压收集极性能的两个重要指标,本文尝试在收集极表面加上一定弧度的磁钢贴片,以此在收集极内引入非轴对称磁场,通过调节磁场的大小和位置,观察磁场对收集极内电子运动轨迹的影响,寻求实现收集极效率的最大化并抑制二次电子回流.针对某一Ku波段行波管多级降压收集极,加入优化磁场后的计算结果与未加磁场时相比,各电极电流分布发生变化,部分电子被更靠后的电极所收集,中频点处回流率由原来的2.49％降低到0.54％,同时收集效率提高超过3％达到79.07％.收集极性能的改善也为行波管效率的提高提供了保证.