本文關鍵詞：W波段帶狀注行波管高頻系統(tǒng)研究與設計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：帶狀束行波管是一種毫米波和亞毫米波段高功率器件。帶狀電子束相比傳統(tǒng)的圓形或橢圓形電子注,具有大傳輸電流,低電流密度,以及較大面積的注波互作用區(qū)間等優(yōu)點,實現(xiàn)了帶狀束行波管的高功率輸出和小型化結(jié)構(gòu)。近年來,帶狀束行波管的研究和發(fā)展使得該器件在雷達、衛(wèi)星通信、電子對抗、遙感等國防和國民經(jīng)濟起到很大的作用。隨著工業(yè)等領域的不斷發(fā)展,要求器件輸出功率越來越大,工作帶寬越來越寬,工作頻率越來越高。輸入輸出耦合器和輸出窗作為帶狀束器件的重要部件,輸入輸出耦合器的傳輸、反射、隔離性能、帶寬以及微波穿過輸出窗所產(chǎn)生的耗散功率產(chǎn)生的局部熱量嚴重影響管子的工作成敗。因此設計和研究低反射和高隔離的寬帶輸入輸出耦合器以及高功率容量寬帶輸出窗有著重要的意義。本論文主要設計了W頻帶的多種具有低反射、高隔離、高傳輸?shù)男阅艿膶拵л斎胼敵鲴詈掀?在有限的條件下,加工和測試了Q波段和Ku波段的輸入輸出耦合器。為了更好的實現(xiàn)帶狀束行波管的傳輸特性,本文還設計了高功率容量的寬帶多層輸出窗。本文主要包括以下內(nèi)容:1、介紹了帶狀束行波管研究的背景和意義,詳細闡述了國內(nèi)外帶狀束器件的輸入輸出耦合器和輸出窗結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)狀和發(fā)展動態(tài)。引入了耦合器設計的小孔理論、相位匹配理論、建立在場匹配法上的Dolph-Chebyshev曲線理論以及Blagg柵的模式匹配法和級聯(lián)矩陣理論;并對多層輸出窗的場匹配法和熱分析的傳熱學理論作了簡要的闡述。2、利用HFSS仿真軟件設計,設計和研究了W波段的多種新型寬帶輸入輸出耦合器。采用多個矩形波導孔設計了E面超多孔定向耦合器和H面多孔定向超寬帶耦合器;結(jié)合Matlab編程,設計了結(jié)構(gòu)緊湊的Chebyshev分布單孔耦合器,通過改變耦合孔與矩形波導間的角度改善了耦合性能;采用多級Blagg反射器和多級匹配設計了低反射和高隔離的L彎波導寬帶耦合,不斷優(yōu)化Blagg反射器來匹配反射器與L彎波導間的相位,提高了耦合器低頻段的性能;利用Blagg反射器和Y分支波導設計了高隔離超寬帶的輸入耦合器。在以上結(jié)構(gòu)的基礎和有限的條件上,加工和測試了Q波段的Chebyshev分布的單孔輸入輸出耦合器、Ku波導的L彎耦合器和Q波段的Y分支波導的輸入耦合器,測試結(jié)果和仿真結(jié)果取得很好的一致性。4、采用HFSS設計了適用于Q波段和W波段的三層圓波導寬頻帶工作的高功率容量輸出窗結(jié)構(gòu)。根據(jù)場匹配理論建立傳輸級聯(lián)矩陣的方法,通過數(shù)值計算與仿真驗證輸出窗的傳輸性能,并分析了窗片間存在縫隙對傳輸性能的影響。5、簡要介紹了ANSYS Workbench的內(nèi)容和功能,詳細闡述了HFSS關聯(lián)ANSYS Workbench對Q波段輸出窗進行熱分析,研究了窗片的溫度分布、功率容量以及窗片縫隙對最大功率容量的影響。
【關鍵詞】：帶狀束行波管 耦合器 輸出窗
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN124
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 緒論11-20
• 1.1 微波真空器件11-12
• 1.2 帶狀束行波管技術簡介12-14
• 1.3 輸入輸出耦合器14-16
• 1.4 輸出窗16-18
• 1.5 本文內(nèi)容及工作18-20
• 第二章 帶狀束行波管高頻結(jié)構(gòu)的設計基礎20-30
• 2.1 耦合器設計的基本理論20-26
• 2.1.1 多孔定向耦合器的基本理論20-22
• 2.1.2 Dolph-Chebyshev曲線的理論22-24
• 2.1.3 對稱矩形柵Bragg反射器分析和計算24-26
• 2.2 輸出窗設計的基本理論26-29
• 2.3 本章小結(jié)29-30
• 第三章 帶狀束行波管輸入輸出耦合器的設計30-63
• 3.1 W波段多孔輸入輸出E面耦合器30-36
• 3.2 W波段多孔輸入輸出H面耦合器36-42
• 3.3 W波段非連續(xù)單孔輸入輸出耦合器42-49
• 3.3.1 正常的Dolph-Chebyshev分布耦合器43-46
• 3.3.2 優(yōu)化的Chebyshev分布的耦合器46-49
• 3.4 W波段L彎輸入輸出耦合器49-54
• 3.4.1 L彎輸入輸出耦合器49-53
• 3.4.2 優(yōu)化的L彎輸入輸出耦合器53-54
• 3.5 W波段Y分支波導輸入耦合器54-56
• 3.6 測試結(jié)果56-62
• 3.6.1 Q波段的Chebyshev分布的輸入輸出耦合器56-60
• 3.6.2 Ku波段的L彎波導輸入輸出耦合器60-61
• 3.6.3 Q波段的Y分支波導輸入耦合器61-62
• 3.7 本章小結(jié)62-63
• 第四章 寬頻帶圓波導輸出窗設計與熱分析63-79
• 4.1 熱分析的基本理論和ANSYS使用63-65
• 4.1.1 高功率輸出窗片的初始邊界條件63-64
• 4.1.2 ANSYS workbench簡介及熱分析64-65
• 4.2 Q波段圓波導輸出窗的研究與設計65-77
• 4.2.1 輸出窗設計基本要求65
• 4.2.2 Q波段圓波導輸出窗設計65-71
• 4.2.3 Q波段寬帶輸出窗的熱分析71-77
• 4.2.4 W 波段寬帶輸出窗的設計77
• 4.3 本章小結(jié)77-79
• 第五章 全文總結(jié)與展望79-81
• 5.1 全文總結(jié)79-80
• 5.2 后續(xù)工作展望80-81
• 致謝81-82
• 參考文獻82-86
• 攻讀碩士學位期間取得的成果86-88

【參考文獻】

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  本文關鍵詞：W波段帶狀注行波管高頻系統(tǒng)研究與設計，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：473390