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.     

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     

新型慢波系统毫米波行波管研究

研究了三种新型的曲折波导慢波系统,分别是曲折双脊波导、脊加载曲折波导和矩形槽加载曲折波导。给出了其高频特性的理论和仿真结果。然后介绍了基于常规曲折波导和脊加载曲折波导慢波系统的Ka 波段行波管的实验结果。     

螺旋双脊波导慢波结构的理论计算

本文用理想“螺旋钩”导电模型对螺旋双脊波导的慢波结构参量进行了理论分析计算。从而推导出此慢波导结构的冷、热色散曲线(即有电子注的),藕合阻抗、特性阻抗及衰减常量。计算和冷测实验证明它是毫米波段大功率行波管的理想慢波结构。     

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。     

340 GHz菱形曲折波导慢波结构（英文）

提出并研究了一种菱形曲折波导慢波结构。与传统的矩形曲折波导慢波结构相比,菱形曲折波导慢波结构在相同频带下拥有更大的尺寸,在相同尺寸下拥有更宽的带宽。同时提出了适用于这种慢波结构的输入-输出过渡结构和衰减器。在此基础上,设计了一种用于行波管的340 GHz菱形曲折波导慢波结构,并采用相速负跳变技术提高了其增益。模拟仿真结果表明,在加载电压为15.3 kV,电流为35 mA的圆形电子注的情况下,行波管在343 GHz的输出功率和增益分别达到8 W和33 dB,其3-dB带宽范围为330～348 GHz。     

宽带行波管螺旋线慢波结构耦合阻抗的计算

金属翼片加载螺旋线电路是多倍频程行波管中广泛应用的慢波结构。本文对这种宽频带慢波结构的重要参量──耦合用抗进行了计算，在很宽的频率范围内，理论计算结果与发表的实验值相当吻合。     

Ka波段曲折双脊单槽加载波导行波管研究

提出了一种新型的曲折波导慢波结构:曲折双脊单槽加载波导慢波结构.利用HFSS、CST电磁仿真软件对工作在Ka波段的曲折双脊单槽加载波导行波管进行了模拟计算,得到其高频特性及注-波互作用特性.结果表明,在33 GHz可以得到265 W的输出功率,增益为37.2 dB,3 dB增益带宽为6 GHz.     

钮销支撑螺旋线慢波结构色散特性及二次谐波抑制研究

寻求频带更宽、输出功率更大、体积更小的螺旋线行波管一直是研制工作的目标,二次谐波是影响宽带行波管工作的重要因素,本文对不同形式介质加载的螺旋线慢波结构进行了模拟,并对其中色散曲线最为平坦的钮销慢波结构进行了一维大信号模拟,证明改变螺距或夹持介质形状可有效展宽带宽、降低二次谐波功率。     

耦合腔行波管大信号注波互作用研究与设计

行波管中注波互作用的特点是电子的速度调制、群聚及其与高频场的能量转换等过程沿整个慢波结构连续且同时进行,这是行波管可以在很宽频带内得到大输出功率的原因。在研究冷腔特性的基础上,使用三维PIC粒子模拟软件定量分析了耦合腔行波管的大信号注波互作用过程,完成了X波段连续波行波管的设计。设计参数:工作频率7.18.5GHz,带宽18%,最大输出功率3kW。     

Investigation of the Dielectric-Loaded, Ridged Helical Groove Slow-Wave System for the Millimeter Wave TWT

A dielectric-loaded, ridged helical groove slow-wave structure for the millimeter wave traveling wave tube is presented in this paper. The effects of the groove depth, ridge dimensions and the dielectric permitivety on the wave propagating properties and the interaction impedance are investigated in detail. From the analysis, it is indicated that for broader band amplification in a helical groove travelling wave tube, a ridged helical structure with shallow groove and loaded by dielectric with proper relative permitivety may be applied.     

Computation for the gain of ridge loaded ring-plane traveling wave tube

The ridge loaded ring-plane traveling wave tube can provide high output power in a relatively broader bandwidth. The dispersion relation for the interaction between the electron beam and the symmetrical mode propagating in this slow wave circuit is obtained, by means of the Variational method. The method to calculate the arbitrary order Bessel function with complex argument is discussed. The three dimensional trajectory graph of the Bessel function with complex argument is plotted. The instantaneous operating bandwidth can be estimated in terms of the relation between of the gain and frequency.     

大功率毫米波环板行波管注波互作用线性理论研究

考虑了电子注的厚度和相对效应，采和场匹配和变分法中的特殊方法－－Ritz-Galerkin法，导出了考虑电子束空间电荷效应的环板行波管的热然散方程，并对该方程进行数值求解，得到了其小讯号增益，讨论了慢波系统几何尺寸和电子注参量对小信号增益的影响，为毫米波环板行波管的设计提供了理论依据。     

Analysis of the Dispersion Characteristic and Interaction Impedance of a Tape Helix Slow Wave Structure with Novel Supporting Mode

In order to enhance the power capability of the helix travelling wave tube, a novel tape helix slow wave structure (SWS), which is supported by helically arrayed radial dielectric-support posts, is developed. Each dielectric post can be easily brazed with the tape helix and the metal envelope by means of a special soldering. This kind of supporting mode can protect the dielectric supporting posts from being broken by the thermal stress in the case of high temperature. A hybrid model is set up in consideration of the influences of both the radial thickness of the tape helix and these discrete dielectric-support posts. The dispersion equation and interaction impedance of the helical SWS are obtained. The calculated results using this hybrid model presented in the paper show good agreements with the HFSS simulation results. All the results presented here can provide a good basis for designing the novel tape helix SWS.     

大功率行波管新型慢波线技术的进展

全金属慢波结构由于具有热耗散能力强，功率容量大，比耦合腔慢性线带宽度，结构整体性好，尺寸大等一系列优点而备受人们关注。本文着重介绍了螺旋槽、环板、曲折波导及周期加载波导四类结构的发展现状，包括理论研究与实际应用情况，探讨了新型慢波线在技术上存在的问题及今后的努力方向，指出全金属慢波结构将在毫米波行波管、返波管、毫米波回旋行波管及相对论器件等方面得到广泛应用。     

扇调管输出环形腔的研究

扇调管是在偏调管基础上发展起来的一种高效率微波管。它的导流系数比偏调管的高,有可能工作于较低的束电压。相应地,它的输出腔则采用有双脊截面的环形腔。本文采用近似方法对这种环形腔进行了分析,详细介绍了它的设计及优化方法。最后,给出了模型腔的测试结果。它与理论计算基本吻合。     

高阻抗电磁表面及其在真空电子器件中的应用

近十年来,一种新型的高电磁阻抗表面得到迅速发展。这种高电磁阻抗表面实际上是一种新的电磁结构——光子带隙晶体结构。在频率禁带,这种结构的表面具有很高的电磁阻抗。利用这种特性,可以构建一种平面型行波管。这种行波管采用曲折线作互作用慢波电路。为了减小电磁波传输损耗,曲折线放置在高电磁阻抗表面上。本文对高电磁阻抗表面的特性和这种平面型行波管的工作原理进行了讨论。     

Analysis of the circular-arc-shaped helical groove slow-wave structure

This paper concerns a new circular-arc-shaped helical groove all-metal structure, and emphasizes the propagation characteristics of the slow wave. By using approximate field-matching conditions, the dispersion equation and the coupling impedance of this circuit are obtained. The dispersion curves and coupling impedances of the fundamental wave and some harmonics are calculated and the influences of various circuit dimensions are discussed. The calculation results show that the bandwidth can be improved by increasing the arc angle or decreasing the pitch of the structure; a 50% bandwidth is achieved by deviating the phase velocity within ±5%. As a new slow-wave structure for a travelling wave tube, this circuit has an attractive feature, namely the bandwidth is broad while power capacity is high.