一种行波管高效率输能匹配结构的等效电路研究北大核心CSCD

在空间行波管的设计中,改善输能结构的阻抗匹配是一项十分重要的工作。然而对于螺旋线行波管输能系统这样具有复杂边界条件的结构,严格的场分析会带来复杂的计算,如果能将场问题转化为电路问题,求解过程将得到简化。通过在慢波螺旋线末端引入匹配筒,降低了行波管输入端的高频信号反射,进一步分析了匹配筒区域的电流路径和场分布,运用传输线理论,建立了输能匹配结构的一种π型等效电路模型,并给出了元件的参数提取方法,通过改变匹配筒的尺寸和输入信号频率,利用HFSS软件仿真和ADS软件作计算,证实等效电路在10~26 GHz的频带内能够很好地体现输能结构的传输特性,验证了等效电路的正确性和普适性。所建立的等效电路模型可以为匹配筒尺寸的优化提供一定的方向性参考,从而提高输能结构设计的效率。     

一种行波管高效率输能匹配结构的场分析

行波管的输能结构性能直接影响整管的效率与工作带宽,对输能结构的阻抗进行调匹配是十分必要的,一种实用的方法是在螺旋线末端加一个匹配筒来调匹配,但这种方法在理论层面还缺乏深入的研究。本文设计了一个带匹配筒的螺旋线行波管同轴型输能结构,用HFSS软件计算了引入匹配筒前后输能结构中的电磁场分布,从场的角度分析了匹配筒在输能结构中的作用机理,并给出了调匹配时应注意的条件。进一步,在优化匹配筒结构的基础上拉松末端两圈螺旋线,在12~18GHz的频段内实现电压驻波比低于1.23,对于行波管输能结构的设计有一定的参考意义。     

基于SDRWS的340 GHz返波管的计算机模拟

采用计算机模拟的方法对一种基于双排矩形波导慢波结构(SDRWS)的340 GHz返波管进行详细研究。首先对返波管所需的电子枪和永磁聚焦系统进行计算机模拟,结果表明,永磁聚焦系统与电子枪相结合,能够产生并维持14~17 kV,43.4 mA的电子注和18~21 kV,56.1 mA的电子注,且电子注电压在14~21 kV之间时,电子注在慢波结构区域的最大半径小于0.08 mm,半径波动最大值为0.034 mm。利用所计算的电子注,对基于SDRWS的340 GHz返波管进行互作用计算,结果表明,当电子注电压在14~21 kV之间调谐时,输出电磁波在326~352.6 GHz之间,输出功率大于2 W。同时,SDRWS的电子注通道半径为0.09 mm,相对较大,降低了返波管的制造难度。