【摘要】：微波電真空器件因為具有工作帶寬寬,輸出功率大,效率高等優(yōu)點,故而被廣泛應用于通信、雷達、衛(wèi)星導航、電子對抗等領域。其中,行波管因為其無與倫比的寬頻帶特性,成為在上述領域應用最為廣泛的一類微波管。為了追求高工作頻段帶來的高分辨率、器件小型化等優(yōu)點,人們對電磁波的研究逐步從微波頻段來到毫米波頻段,甚至太赫茲頻段,而220 GHz作為一個電磁波在大氣中傳播衰減較小的重要大氣窗口的中心頻率,成為了近來的研究熱點,所以研究適用于G波段的行波管慢波結構具有重要的科學意義與應用前景。本論文主要研究任務是優(yōu)化設計一種新型的適用于G波段的交錯雙柵慢波結構,并在此基礎上,為這種慢波結構設計匹配良好的輸入輸出耦合裝置。然后通過仿真模擬和加工實物后進行冷測實驗來驗證設計方案的可行性。本論文主要研究內容分為4個部分:一、G波段T型交錯雙柵慢波結構的研究。提出了一種T型交錯雙柵慢波結構,對其結構單元的高頻特性進行了仿真分析,并對它的結構參數進行了掃描優(yōu)化,得到各個結構參數的最佳值。隨后比較T型交錯雙柵慢波結構與常規(guī)交錯雙柵慢波結構的高頻特性,得出了這種T型交錯雙柵慢波結構對于高頻特性具有一定的改善的結論。二、輸入輸出耦合裝置的設計。針對本文的T型交錯雙柵慢波結構設計了兩種輸入輸出耦合裝置,第一種是E面彎波導輸入輸出耦合裝置,第二種是H面彎曲雙脊波導輸入輸出耦合裝置。對兩者進行了仿真模擬來驗證方案的可行性,然后對第二種結構提出了改進方案,使之更加適用于本文的T型交錯雙柵行波管。三、冷測實驗研究。加工T型交錯雙柵慢波結構和輸入輸出耦合裝置并進行冷測實驗,測試結果驗證了T形交錯雙柵慢波結構與輸入輸出耦合裝置方案的可行性,但是也發(fā)現了一些需要改進的地方,提出了相應的改進的方法。四、G波段行波管的注波互作用研究。為了解決自激振蕩問題,給出了集中衰減器的三種方案。然后采用了厚度漸變衰減片,起到了良好的集中衰減作用。對擁有70個周期慢波結構的行波管進行了注波互作用仿真計算。與此同時,還研究了不同頻率和輸入功率對行波管輸出功率的影響。最后探究了相速跳變技術。
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TN124
【圖文】：

THz真空電子放大器的概念圖

真空電子器件不同頻段對應的最高輸出功率

不同頻率的電磁波在空氣中的衰減

【參考文獻】

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本文編號：2798749