本文選題：行波管　切入點(diǎn)：慢波結(jié)構(gòu)　出處：《合肥工業(yè)大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：太赫茲波是指波長為30um至3mm,頻率介于0.1THz至10THz的電磁波。由于太赫茲(THz)波的一些獨(dú)有性質(zhì),使得其在電子對(duì)抗、高數(shù)據(jù)率通信、遠(yuǎn)程高分辨率成像和基礎(chǔ)生物學(xué)等方面具有重大的科學(xué)價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景。由于缺乏大功率、高效率、成本低廉以及結(jié)構(gòu)簡單緊湊的太赫茲輻射源及功率放大器,因此在很長的一段時(shí)間內(nèi)人類對(duì)太赫茲波的開發(fā)受到了很大的限制。近年來真空電子器件在THz功率器件方面取得了迅速的發(fā)展,特別是微加工技術(shù)和真空電子學(xué)結(jié)合形成的微型真空電子器件。相對(duì)于光學(xué)及半導(dǎo)體太赫茲器件,微型真空電子器件具有輸出功率大、結(jié)構(gòu)簡單緊湊、可在室溫下工作等優(yōu)點(diǎn)。本文基于具有二維結(jié)構(gòu)的交錯(cuò)雙光柵全金屬慢波結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)了一個(gè)雙路并聯(lián)慢波結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)采用兩注電子及一個(gè)聚焦系統(tǒng),具有平面二維結(jié)構(gòu)。首先采用準(zhǔn)周期邊界分析法,對(duì)慢波結(jié)構(gòu)的色散等冷測特性進(jìn)行了詳細(xì)研究。采用功分器和傳輸變換結(jié)構(gòu)及雙路周期性慢波結(jié)構(gòu)組成高頻互作用電路,輸出口為WR-2.8標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)口,在305GHz-335GHz獲得較好的傳輸特性,反射系數(shù)S11-15dB,傳輸系數(shù)S21-4.6dB。利用粒子模擬,分析比較了單路及雙路行波管增益特性,在電流密度53.57A/cm2情況下增益達(dá)到12.13dB。
[Abstract]:Terahertz wave is an electromagnetic wave with a wavelength of 30um to 3 mm and a frequency of between 0.1THz and 10THz. Due to some unique properties of THz wave, THz wave is used in electronic countermeasure and high data rate communication. Remote high-resolution imaging and basic biology have great scientific value and broad application prospects. Due to the lack of high power, high efficiency, low cost and simple and compact structure of terahertz radiation source and power amplifier, Therefore, the development of terahertz wave has been restricted for a long time. In recent years, vacuum electronic devices have made rapid development in the field of THz power devices. Especially the micro vacuum electronic device, which is formed by the combination of micromachining technology and vacuum electronics. Compared with the optical and semiconductor terahertz devices, the micro vacuum electronic devices have large output power and simple and compact structure. In this paper, a two-channel parallel slow-wave structure is designed based on a 2-D staggered double-grating all-metal slow-wave structure, which uses two electrons and a focusing system. It has a planar two-dimensional structure. Firstly, the dispersion iso-cold measurement characteristics of slow wave structure are studied in detail by using quasi-periodic boundary analysis method. The high frequency interaction circuit is composed of power divider, transmission transformation structure and double periodic slow wave structure. The output is WR-2.8 standard waveguide port, and it has good transmission characteristics in 305GHz-335GHz. The reflection coefficient S11-15dB and transmission coefficient S21-4.6dB. the gain characteristics of single-channel and two-channel TWT are analyzed and compared by particle simulation. The gain of TWT is 12.13 dB under current density 53.57A/cm2.
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN124

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本文編號(hào)：1691327