多注毫米波行波管高频特性及波注互作用模拟

建立了多注毫米波行波管慢波结构,并对其色散特性和耦合阻抗特性进行了模拟与分析,建立43个慢波周期的互作用结构。通过PIC粒子模拟分析电子互作用情况,得到了以下结论:该行波管的工作频率在32.4～34 GHz,输入功率为10 mW时,最高输出功率可达到121 W,增益达40.8 dB。     

多注行波管收集极的设计与模拟

多级降压收集极是提高行波管效率的有效途径,本文在粒子算法的基础上,编写了多注行波管收集极的专用软件,实现了电子收集的三维模拟,计算结果与二维程序进行了比较,并利用该软件设计模拟了一个五注行波管两级降压收集极,对计算结果进行了分析。     

多注行波管慢波结构的色散特性分析

多注行波管是一种具有工作电压低、瞬时工作带宽宽、容易实现大功率等优点的新型微波器件;本文主要利用CST Microwave Studio软件对多注行波管慢波结构的色散特性进行设计计算,并将计算结果和实验值进行比较分析。结果表明,计算值和实验值基本吻合。     

多注太赫兹折叠波导行波管的设计与模拟

为解决太赫兹(THz)行波管工作电流过小、输出功率低等问题,提出了基模多注工作模式的折叠波导行波管(TWT)。首先,获得了基模多注折叠波导色散特性;然后,对基模多注折叠波导的传输特性进行了模拟计算;最后,完成了0.14 THz基模多注折叠波导行波管的注波互作用特性分析。电子注参数为12 m A,15.75 k V时,获得的3 d B带宽为25 GHz(128 GHz~153 GHz),最大增益为33.61 d B,最大峰值功率为23 W;电子注参数为30 m A,15.75 k V时,在0.14 THz处获得了38 d B增益,最大脉冲输出功率为63.1 W。该方法能够有效增大THz行波管的工作电流,提高互作用增益及效率、3 d B带宽、输出功率;在增益相同时,基模多注行波管可以做得更短、更紧凑。     

多注集成阵列梳齿型行波管模拟与冷测研究

多电子注集成实现微波放大是毫米波行波管获得大功率微波的一种实用化途径,研究了一种多注集成阵列梳齿型慢波结构(MCW).该慢波结构具有天然的电子注通道,同时耦合阻抗明显高于单注的梳齿型慢波结构(DCW).为了验证该特性,使用Ka波段三注集成阵列梳齿型互作用回路进行了仿真和实验研究.互作用电路的材料选取高电导率无氧铜,通过...     

多注耦合腔行波管互作用均匀性研究

对多注行波管慢波结构的特性进行了模拟与分析,利用粒子模拟方法,定量模拟了多注行波管的PIC注波互作用过程,通过比较不同电子注位置情况下电场E的振幅、相移、非线性和互作用效率,研究了多注电子注波互作用的均匀性特点,发现电子注位置不同时对电场有不同的影响,这对实际多注耦合腔行波管设计有一定指导意义。     

一种高效率多注毫米波行波管的设计模拟

对某Ka波段7注耦合腔行波管慢波系统进行了模拟,分析了多注耦合腔行波管的单腔冷测特性、周期永磁聚焦（PPM）系统以及PPM聚焦系统下的注-波互作用,模拟结果表明：在中心频率34.5GHz处,其饱和输出功率达到829W,增益43.16dB,带宽约1.4GHz,电子效率高达30.37%。     

带状注交错双栅行波管的非线性分析

给出了适用于描述带状注行波管中电子注与慢电磁行波非线性互作用的全三维自洽方程组, 包含场的激发方程、 电子运动方程、电子相位演化方程和能量转化方程。将电子注划分为―粒子线‖的形式,结合交错双栅慢波结构中三维线 路场的形态分布,运用自洽方程组,对0.22THz 带状注交错双栅行波管进行了非线性分析。     

G波段双注折叠波导行波管的注-波互作用特性

研究了G波段双注折叠波导(FWG)TE20模的基本特性。首先计算了双注FWG TE20模的高频特性,采用等效电路法计算了色散特性;根据定义式计算了耦合阻抗,同时将二者的计算结果与HFSS仿真结果进行对比。结果显示,色散特性随频率升高差距增大,耦合阻抗随频率升高差距降低。利用电磁仿真技术(CST)粒子模拟软件对双注FWG TE20模的注-波互作用情况进行仿真,得到了慢波结构中电子轨迹以及输入输出信号频谱图,结果表明,在工作频率为205 GHz时,四段FWG的增益为34.74 dB。     

行波管电子注测量系统探头的热分析

本文介绍了一台行波管电子注测量分析系统,并且对其中关键的法拉第筒探头进行了热分析。通过理论和仿 真计算探头的脉冲以及稳态温度分布。探头只在每个脉冲电子束团轰击期间产生一个较高的脉冲峰值温度,探头的稳 态温度较低。通过测试结果表明,探头的稳态温度要比仿真结果高,但是远低于探头损坏的温度,探头适用于测量系 统。     

W波段双带状电子注新型平面慢波结构行波管

提出了一种适用于W波段行波管(TWT)的双注矩形环杆(DBRRB)慢波结构(SWS),该结构具有平面特性,适合于微细加工.在一对T形介质杆的支撑下,RRB SWS适用于双带状电子注工作.利用计算机仿真分析了其高频特性.设计并采用了渐变结构和阶梯波导的宽带输入输出结构.采用粒子(PIC)模拟研究了RRB SWS的热仿真性...     

空间行波管慢波结构及注波互作用模拟设计

设计了Ka波段螺旋线行波管的慢波结构,分析其色散特性曲线和耦合阻抗,对高频系统进行了优化;利用PIC粒子模拟得到在工作频带内饱和输出功率＞73.5 W,增益畸变＜2%,并对试制样管进行了试验,测得在工作频带内输出功率＞45 W,电子效率＞12.5%,采用4级降压收集极后总效率大于40%,最后对模拟结果和实测结果的差异原因进行了简单分析。     

Ka波段耦合腔行波管注波互作用分析

对Ka波段耦合腔行渡管慢波结构的冷特性、注波互作用进行分析.设计计算出慢波系统的色散特性和耦合阻抗,利用大信号程序得到同步电压和等激励输入功率,最终获得高于300 W的输出功率.并结合实际测试情况,对比实际热测数据与仿真结果,在工作频带内两者数据较为符合,从而对大信号程序进行验证,同时为工程制管提供一定的参考.     

电子注偏心对共焦波导回旋行波管的影响

利用线性和非线性理论研究了电子注偏心对0.22 THz回旋行波管注波互作用的影响。基于色散方程研究了电子注偏心对线性增益、绝对不稳定性的起振电流和返波振荡的起振条件的影响。引入自洽非线性理论,分析了电子注偏心对输出功率和注波互作用效率的作用。同时,在考虑速度离散的情况下,研究了电子注质量对共焦波导注波互作用的影响。结果表明,电子注偏心会导致效率的降低。     

0.14 THz双注折叠波导行波管的高频系统设计

随着太赫兹通信技术的发展,对于0.14 THz折叠波导行波管(FWTWT)的研究需求向着更高的功率和更宽的带宽发展。对双注行波管中的双路折叠波导慢波电路进行分析,得到不同参数下的高频特性变化规律。并对双路折叠波导慢波电路的功率分配和功率合成效率进行分析计算,得到功率合成效率96.3%。最后对双路慢波电路、功率分配/合成器和集中衰减器进行建模,并对注波互作用进行计算。在高压15 kV和单注电子的发射电流为40 mA条件下,得到0.14 THz频率下的合成输出功率为56 W,增益为31.4 dB,3 dB带宽为7 GHz。     

双槽型耦合腔行波管非线性注波互作用计算方法

建立了双槽型耦合腔行波管三维频域非线性注波互作用模型,推导出参与注波互作用电磁场及粒子运动方程组。根据模型与方程组编写非线性互作用计算程序,模拟注波互作用过程,得到输出功率、增益等性能参数。计算结果与X波段双槽型耦合腔行波管实测数据比较,以验证计算方法的准确性,并对互作用过程中的非线性现象进行分析,希望能够辅助行波管的设计。     

多注周期永磁聚焦系统横向磁场的研究

从理论上对多注行波管周期永磁聚焦系统横向磁场的性质以及对电子注聚焦的影响进行了讨论,并借助仿真手段分析了一五注耦合腔周期永磁聚焦系统各电子注通道轴内的横向磁场分布规律,讨论耦合槽结构对横向磁场分布的影响,并对横向磁场造成的电子注偏移进行了粒子模拟。     

螺旋线行波管中功率洞问题的研究

宽带螺旋线行波管在一较窄的频带内出现饱和输出功率凹陷的现象被称为功率洞。功率洞对于放大器所应用的系统,特别是通信系统的整体性能会产生严重影响。本论文分析了宽带螺旋线行波管中功率洞产生的原因,介绍了一种解决功率凹陷的办法—渐变磁场法,并应用二维大信号注波互作用程序进行仿真,研究结果表明：采用渐变磁场法可以在一定程度上有效地抑制功率凹陷,使宽带螺旋线行波管在工作频带内的饱和输出功率随频率变化的曲线较为平坦。     

大功率毫米波行波管发展现状

毫米波行波管是一种具有重要发展前景的毫米波源,本文简要介绍了耦合腔行波管和螺旋线行波管的工作特点,以及国际上毫米波行波管的发展现状和趋势,指出了发展中遇到的一些关键问题。