曲折矩形槽波导慢波系统的高频特性

对曲折矩形槽波导新型慢波系统的高频特性进行了研究，通过理论分析和数值计算，得到了它的色散曲线和耦合阻抗，并分析了结构参数变化时对色散特性和耦合阻抗的影响。曲折矩形槽波导结合了曲折波导散热能力强、色散特性好、容易加工和矩形槽波导单模工作、低损耗、大尺寸等优点，因此这种新型的慢波系统有可能在毫米波及亚毫米波段的行波管中具有较好的发展前景。     

V波段介质加载梯形慢波结构研究

研究了V波段介质加载梯形慢波结构。通过在耦合槽和间隙处进行适当介质加载,降低主模的相速,改善色散特性。使用CST对其慢波结构进行仿真,得到色散曲线和耦合阻抗,结果表明介质加载对耦合阻抗的影响很小,但却可以明显地降低相速,同时色散特性也更为平坦。     

梯形慢波结构的研究

梯形慢波结构是应用于中功率和大功率行波管的一种重要且实用的周期慢波系统,具有结构简单,成本低,功率容量大,散热性好等优点。目前,国内外对梯形慢波结构的研究工作一直在进行中。分析了梯形慢波结构模型,分析了谐振法在运用CST 软件本征模求解器计算色散特性中的理论和过程。在此基础上,设计了工作点为100GHz 和225GHz 的梯形慢波结构尺寸,并研究了梯形慢波结构的尺寸对色散特性的影响。     

螺旋线慢波结构的参数变化对其冷测特性的影响

本文介绍了用MAFIA软件的准周期边界条件计算螺旋线行波管慢波结构的色散和耦合阻抗等冷测特性的方法,并重点对慢波结构中各参数,特别是矩形螺旋线截面的宽度和厚度对其冷测特性的影响进行了分析.这是目前理论上没有解决的难题.分析结果表明,螺旋线的宽度和厚度对其色散影响不大,而对耦合阻抗有一定影响.对耦合阻抗而言,螺旋带宽度和厚度都存在一个最佳值.     

螺旋线慢波结构色散特性与耦合阻抗测量系统误差分析

本文系作者研制的＂螺旋线慢波结构冷特性自动测量系统＂的补充,给出了此类系统测量误差的详细理论分析,并对典型数据进行了计算。结果表明色散特性（相光速比）的测量误差可小于0.5%,基波耦合阻抗的测量误差则可达15%。     

一种新型微带曲折线慢波结构的设计

设计了一种新型微带曲折线慢波结构,该结构采用双介质杆支撑式的V型平面曲折线慢波电路。利用电磁场仿真软件HFSS对这种新型结构和传统微带曲折线慢波结构进行了分析比较,研究结果表明,新型微带曲折线慢波结构在不改变色散强弱的情况下,工作频段向高频端拓展且耦合阻抗有了很大提高,可以更好地工作在短毫米波段。并仿真分析了结构参数对高频特性的影响,所获得的仿真结果为器件的粒子模拟及计算慢波结构的工作效率奠定了基础。     

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.     

一种开敞式脊加载折叠波导慢波电路的高频特性

提出了一种开敞式脊加载折叠波导慢波结构.通过除去直波导段周围的金属边界,形成一种开敞式结构以减弱色散,同时在直波导段加脊以提高耦合阻抗.研究表明,和传统结构相比,新型结构在不影响带宽的前提下,有效提高了耦合阻抗,尤其在大功率设计情况下,耦合阻抗的提高接近1倍.     

利用MAFIA软件模拟耦合腔慢波结构的冷测特性

利用MAFIA软件对休斯结构的耦合腔慢波结构的色散特性和耦合阻抗进行了模拟,同实验数据相比,其计算精度是令人满意的,从而为耦合腔行波管的生产和研发提供了一个便捷而有力的工具.     

V波段微带线行波管慢波结构的设计

提出了一种新型的微带线慢波结构。与传统的N型微带线慢波结构相比,新型结构具有相速值较小、工作电压低、功率大、耦合阻抗高等特点。利用HFSS和CST分别对此结构在V波段进行高频特性、传输特性和注-波互作用仿真,得出在60GHz频点耦合阻抗大于20Ω,在55~63GHz频段内VSWR<1.5;当输入功率为100mW时,并且带状电子注的电流和电压分别工作在100mA和5kV的条件下,该行波管慢波结构的最大输出功率为115W,平均互作用效率为14.6%,瞬时3dB带宽为5GHz(56~61GHz)。     

同轴内导体盘荷慢波结构注波互作用机理研究

采用理论分析和粒子模拟方法研究同轴内盘荷慢波结构注波互作用的物理机理。采用场匹配理论得到色散方程,通过数值计算得到了准TEM模的色散曲线及不同电子注电压下注波互作用的增长率;采用粒子模拟技术研究了注波互作用的物理过程。结果表明,随着电子注电压的不断增加,器件的工作状态由返波振荡转换到行波振荡;通过对辐射谱特性进行分析表明粒子模拟结果与理论计算结果基本一致。     

Dispersion relation of Π—line slow wave structure

A slow wave structure named Π — line is analysed in this paper. This circuit propagates slow waves in symmetrical and antisymmetrical mode. The dispersion relations of both symmetrical and antisymmetrical modes are derived here, by means of the field matching method. Numerical results are also given in this paper. The Π — line slow wave structure is of large diameter, and its radial supported stubs provide good heat conduction paths. These properties make this circuit well suited for use in high power, millimeter wave traveling wave tubes.     

Pseudo-elliptic slow wave line

Quasi elliptic filters are of great demand in the present day communication systems. Coupling matrix analysis of pseudo-elliptic low pass filter using conventional microstrip line is presented in this paper. The conventional microstrip line has no non-zero cut off frequency. The conventional microstrip line is transformed into a pseudo-elliptic low-pass filter using the concept of slow wave. The slow wave microstrip line exhibits pseudo-elliptic low-pass behavior with transmission zeros at finite frequencies unlike the conventional Butterworth and Chebyshev filters. The coupling matrix of the slow wave microstrip line is arrived at by using the generalized Chebyshev functions. The coupling matrix of the slow wave line is validated using the MATLAB tool box. Finally, the prototype is fabricated and the performance is measured.     

同轴-径向波导接头分析与设计

由并矢格林函数－模式匹配法导出场表达式后,利用矩量法精确计算了同轴－径向波导接头的ｓ参数。从而确定了接头具有最佳传输特性的结构尺寸。通过对比结果,讨论了用传输线理论设计该接头的条件。     

0.14 THz折叠波导行波管慢波结构设计与加工

使用一种显式方法对0.14 THz折叠波导行波管慢波结构进行了快速设计,并通过解析模型、等效电路模型以及电磁场仿真软件(CST MWS)对结构的色散关系和耦合阻抗进行了计算。计算结果表明,0.14 THz附近的色散较为平坦,耦合阻抗在1Ω左右。为了满足大功率输出需求,对初始结构尺寸进行了部分调整。CST PS互作用模拟结果表明,在0.14 THz附近,输出功率大于1 W。用微电火花(EDM)和微铣削方法分别进行了加工实验,结果表明,两种方法在尺寸精确度上均能满足指标要求,微铣削加工能获得更平整、表面粗糙度更好的槽底。     

0.41 THz折叠波导慢波结构分析与设计

在0.14 THz,0.22 THz和0.34 THz折叠波导行波管研制的基础上,讨论了0.41 THz折叠波导行波管慢波结构设计与加工的可行性,分析研究了折叠波导慢波结构弯曲处直角弯曲与半圈弯曲、方形电子注通道与圆形电子注通道对色散特性、耦合阻抗、带宽、冷损耗和增益的影响。考虑了慢波结构中增加理想衰减器对该行波管带宽和增益的影响,得到了0.41 THz折叠波导行波管慢波结构的初步设计方案,为太赫兹折叠波导行波管的继续发展打下了一定基础。     

Ion-implanted GaAs slow wave monolithic structure

The use of MeV ion-implantation for realization of a GaAs monolithically compatible device is demonstrated. Ion implants up to 6 MeV in energy are used employing Si and S atoms. The fabricated device is an electromagnetic slow wave microstrip-like structure designed for performance into the millimeter wave regime. Phase shift θ and insertion loss L measurements are performed for frequencies 2–18 GHz at room temperature. Comparison of the experimental ion-implanted device results to epitaxial device results indicates comparable electrical performance, with no more than a 30% reduction in θ but with an improvement in loss behavior, namely a L reduction up to 40%. These θ and L differences between the ion-implanted and epitaxial devices are attributed to differences in doping profiles. Theoretical modelling of θ characteristics produces agreement with experimental data to within a few percent.     

宽频带角锥脊喇叭天线的设计方法

主要研究了角锥脊喇叭天线的工作原理,给出了脊波导的截止波长、特性阻抗;提出了一种脊喇叭天线的设计方法,并运用该方法给出了设计实例。最后给出了实际测试曲线,验证了设计的正确性。     

W波段带状注耦合腔慢波结构行波管的设计与冷测

对W波段三槽梯形线耦合腔慢波结构(包括大功率输入输出耦合器和射频窗)的加工和冷测进行了研究。此慢波结构由一个矩形波导耦合器馈电,该耦合器由放置在输入腔短边上的三阶阶梯变换矩形波导组成。首先,利用仿真方法研究了慢波结构的色散、互作用阻抗、传输特性和注-波互作用。结果表明,采用三槽梯形线耦合腔慢波结构的行波管能够在91~96 GHz的频率范围内提供大于1000 W的饱和输出功率,并且在94 GHz频点,饱和输出功率最大,可以达到1125 W。其次,采用高精度数控铣床加工出三槽梯形线慢波结构,并将其固定在非磁性不锈钢外壳中。文中给出了带有耦合器和射频窗的三槽梯形线慢波系统的测试结果,表明在90 GHz到100 GHz的频率范围内,S11<-10 dB。因此,三槽梯形线慢波结构在W波段大功率行波管方面具有应用前景。     

A new technology for slow wave structure welding

The capability of heat conduction of the slow wave structure is one of the main obstacles to the development of the high-frequency high-power helix TWTs. A simple but reliable technological method for obtaining high heat conduction capability and low rf loss is suggested. The method of measurement of the heat conduction capability and the results of this measurement are also given.