大直径波纹内导体同轴慢波结构特性的研究

提出了易以加工的大直径波纹内导体相对论返波振荡器慢波结构,推导了这种慢波结构的冷色散方程和耦合阻抗计算公式,数值计算并详细分析了相关结构参数对TM_0n模式色散曲线分离度以及TM₀₂模式的高频场耦合阻抗的影响.结果表明:慢波结构周期、波纹深度以及电子注平均半径都对高频场耦合阻抗有影响;这种慢波结构在抑制模式竞争、以及在低引导磁场下工作等方面都有较大的优势.     

Ka波段TE10□-TE01○宽带模式变换器的设计

给出了一种十字交叉形TE10□-TE01○宽带模式变换器的设计原理.同时,完成了一支Ka波段TE10□-TE01○模式变换器的设计方案.根据该设计方案在高频分析软件HFSS中建立三维模型进行仿真优化.通过优化设计获得了0.042 dB的带宽为13.5 GHz(26.5～40 GHz)的高性能TE10□-TE01○宽带模式变换器.冷测实验表明优化设计结果与冷测结果较吻合.热测实验表明设计出的模式变换器输出较纯.     

Ka波段宽带TE01d-TE10W多孔定向耦合器的设计

利用小孔耦合理论,设计了一种应用于Ka波段回旋放大管输出功率和频谱测量的TEd01-TEW10多孔阵列定向耦合器。根据正向叠加和反向相消原则确定圆波导半径及相邻耦合孔间距,用MATLAB编写程序对耦合度及定向性随耦合器尺寸相关参数的变化做了数值分析。数值计算表明:增加耦合孔数目、扩大孔半径及减小孔厚度均可提高耦合度,而耦合孔数目的增加在工作频带内还可提高定向性。给出了16孔定向耦合器尺寸优化设计参数,并利用CST电磁软件对其进行了仿真验证,仿真结果与数值模拟近似一致,其耦合度为-35±0.9 dB,定向性高于24 dB,带宽高达6 GHz。冷测实验表明所设计定向耦合器满足设计要求。     

34GHzTE01模基波回旋速调管高频系统设计与实验

利用场匹配理论,建立了具有突变结构谐振腔的级联散射矩阵。通过数值计算,研究了具有突变结构谐振腔中各模式的反射相移随漂移段半径变化、工作模式的反射相移随腔体半径的变化、腔体中各模式的传播常数随腔体半径的变化、谐振腔的腔体长度和半径的关系,并完成了Ka波段TE01模回旋速调管的输入腔、群聚腔、输出腔的设计。同时给出了一支Ka波段TE01模四腔基波回旋速调管高频系统和整管的优化设计方案。PIC模拟表明：在中心频率34GHz,注电压70kV,注电流11A的情况下,获得了输出功率390kW,饱和增益42.9dB,电子效率50.6%,3dB输出带宽360MHz的结果。 通过样管的热测实验显示在34GHz,注电压70kV,注电流11A,获得了301kW的稳定输出脉冲峰值功率,41.8dB的增益,39.1%的效率,285MHz的3dB输出带宽。     

Ku 波段回旋行波管设计与分析

设计了用于Ku波段的介质加载回旋行波管。阐述了磁控注入电子枪的设计,采用均匀介质加载的结构来抑制回旋行波管的自激振荡,降低了回旋行波管的起振电流,同时提高了寄生模式的起振长度。设计了线极化输入耦合器。设计的回旋行波管工作电压为70kV,工作电流为10A,最大峰值功率210kW,最大功率处增益为35dB,3dB带宽为1.8GHz。     

高功率毫米波回旋器件的需求及发展

本文概述了高功率毫米波回旋器件的主要应用领域和需求,简要介绍了在需求推动下的国际、国内高功率毫米波源——回旋器件研究的现状和发展,对未来高功率毫米波源的发展进行了展望。     

Ka波段TE01模回旋行波管宽带输入耦合器的设计

Ka波段TE01模回旋行波管的输入耦合器将矩形波导中输入的TE10模转化为圆波导中TE01模的行波场,以实现对回旋电子注角向速度的调制。本文首先对Ka波段TE01模回旋行波管的输入耦合器进行了解析分析和数值计算。通过数值计算得到输入耦合器的初步结构和尺寸,然后利用三维高频分析软件HFSS进行精确的模拟和修正。通过优化设计在Ka波段获得了3 dB带宽约为3 GHz,1 dB带宽大于2GHz的高性能TE1□0-TE4◎11-TE0○1输入耦合器和3 dB带宽约为3.5 GHz,1 dB带宽约为3 GHz的高性能TE1□0-TE5◎11-TE0○1输入耦合器。冷测实验研究表明优化设计结果与冷测结果相吻合。