本文關(guān)鍵詞：短毫米波高次諧波行波管研究

  更多相關(guān)文章： 高次諧波行波管 短毫米波 太赫茲源 折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)

【摘要】：太赫茲波是介于毫米波和紅外線之間的電磁波,由于波段的獨(dú)特優(yōu)越性,太赫茲科學(xué)技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于軍事、通信、探測等領(lǐng)域。然而,小型化、高功率和低成本太赫茲源的缺乏限制了其在各領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。本文以非相對論電子束的高次諧波產(chǎn)生機(jī)理及其在倍頻行波管中的應(yīng)用為研究目的,設(shè)計了一種行波放大器——短毫米波高次諧波行波管,該器件的特點(diǎn)是電子束流經(jīng)過輸入信號的調(diào)制,電子相空間折疊產(chǎn)生電子群聚束團(tuán),并且能夠選擇特定的高次諧波進(jìn)行放大且能抑制其他諧波信號。該器件由成熟的短毫米波信號源驅(qū)動,在輻射段中由電流高次諧波激勵起諧波信號并放大。本文研究的主要內(nèi)容有:1、首先對折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的高頻特性和損耗特性進(jìn)行了理論分析,介紹了折疊波導(dǎo)一維非線性理論,設(shè)計出調(diào)制段和輻射段慢波結(jié)構(gòu),并對慢波結(jié)構(gòu)中注波互作用過程進(jìn)行分析研究。2、對折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的輸入輸出裝置和衰減器進(jìn)行了仿真研究,利用HFSS仿真軟件對過渡波導(dǎo)和輸入輸出窗的電壓駐波比進(jìn)行了仿真計算。3、對短毫米波高次諧波行波管進(jìn)行了理論研究并進(jìn)行仿真模擬計算,最后是加工裝配整管。通過HFSS仿真軟件對調(diào)制段和輻射段慢波結(jié)構(gòu)的高頻特性進(jìn)行了仿真,優(yōu)化出了慢波結(jié)構(gòu)參數(shù),在此基礎(chǔ)上對慢波結(jié)構(gòu)的損耗特性進(jìn)行了仿真計算。利用CST電磁仿真軟件的粒子工作室模塊對整管模型進(jìn)行仿真,優(yōu)化出最佳電子注工作電壓、調(diào)制段長度和漂移管長度。最終模擬結(jié)果為:電子注工作電壓為18.4kV、工作電流為120mA,輸入信號頻率為46GHz、功率為300mW,輻射段輸出信號為138GHz、功率為144.5W。輸出信號為輸入信號的3次諧波信號,頻譜純凈,無其他振蕩信號或諧波信號的頻譜分量,證明了高次諧波行波管可以產(chǎn)生并放大諧波信號,是一種很有前途的太赫茲器件。
【關(guān)鍵詞】：高次諧波行波管 短毫米波 太赫茲源 折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN722;TN124
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-14
• 1.1 引言10-11
• 1.2 研究意義11
• 1.3 研究現(xiàn)狀11-12
• 1.4 本文主要研究工作12-14
• 第二章 折疊波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)理論分析與設(shè)計研究14-28
• 2.1 折疊波導(dǎo)的色散特性14-16
• 2.2 折疊波導(dǎo)的耦合阻抗16-17
• 2.3 折疊波導(dǎo)的損耗特性17-21
• 2.3.1 衰減系數(shù)17-20
• 2.3.2 有效電導(dǎo)率20-21
• 2.4 折疊波導(dǎo)結(jié)構(gòu)設(shè)計21-23
• 2.5 一維非線性理論23-27
• 2.5.1 電子運(yùn)動方程24-25
• 2.5.2 電路方程25-26
• 2.5.3 空間電荷場26-27
• 2.6 小結(jié)27-28
• 第三章 調(diào)制段和輻射段設(shè)計研究28-36
• 3.1 調(diào)制段和輻射段的高頻特性28-32
• 3.1.1 Matlab計算高頻特性28-30
• 3.1.2 HFSS計算高頻特性30-32
• 3.2 調(diào)制段和輻射段的損耗特性32-34
• 3.3 TAU中注波互作用仿真分析34-35
• 3.4 小結(jié)35-36
• 第四章 輸入輸出裝置和衰減器的研究36-44
• 4.1 輸入輸出結(jié)構(gòu)36-41
• 4.1.1 輸入輸出窗36-38
• 4.1.2 過渡波導(dǎo)38-41
• 4.2 衰減器41-43
• 4.3 小結(jié)43-44
• 第五章 高次諧波行波管模擬研究44-67
• 5.1 短毫米波高次諧波行波管簡介44-45
• 5.2 短毫米波高次諧波行波管的設(shè)計優(yōu)化45-53
• 5.2.1 工作電壓45-47
• 5.2.2 利用CST計算損耗47-49
• 5.2.3 調(diào)制段長度49-50
• 5.2.4 諧波電流50-53
• 5.3 模擬仿真結(jié)果53-65
• 5.3.1 調(diào)制段仿真結(jié)果54-58
• 5.3.2 漂移管仿真結(jié)果58-60
• 5.3.3 輻射段仿真結(jié)果60-65
• 5.4 實(shí)物裝配圖65-66
• 5.5 小結(jié)66-67
• 第六章 總結(jié)67-69
• 致謝69-70
• 參考文獻(xiàn)70-72
• 攻碩期間取得的研究成果72-73

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王自成;王莉;李海強(qiáng);戴志浩;李鎮(zhèn)淮;宋培德;楊勇;;引起行波管增益幅度相位波動的一種原因[J];真空電子技術(shù);2006年02期

2 梁國恩;解安國;;行波管關(guān)斷方式對應(yīng)用系統(tǒng)可靠性的影響[J];電子工程師;2007年05期

3 鐘國儉;;行波管失效分析及其發(fā)射機(jī)可靠性的提高[J];雷達(dá)與對抗;2007年03期

4 張勇;何小琦;宋芳芳;;行波管可靠性研究探討[J];電子質(zhì)量;2008年06期

5 劉軍華;;不斷發(fā)展中的行波管技術(shù)[J];真空電子技術(shù);2010年04期

6 王忠林;馮進(jìn)軍;;行波管研制知識管理框架[J];真空電子技術(shù);2011年01期

7 官朝暉;;行波管技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J];真空電子技術(shù);2011年06期

8 王軍軍;陳晶晶;;行波管發(fā)射機(jī)調(diào)試探究[J];無線互聯(lián)科技;2012年07期

9 李卓成;;國外空間行波管放大器現(xiàn)狀與發(fā)展[J];空間電子技術(shù);2012年04期

10 田志仁;;低噪聲行波管的晚近發(fā)展[J];真空電子技術(shù);1962年04期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 蘇小保;姚劉聰;樊會明;;柵控行波管柵發(fā)射的產(chǎn)生及抑制[A];中國電子學(xué)會真空電子學(xué)分會第十三屆學(xué)術(shù)年會論文集（下）[C];2001年

2 范培云;馮西賢;;空間行波管應(yīng)用進(jìn)展及前景[A];中國電子學(xué)會真空電子學(xué)分會第十九屆學(xué)術(shù)年會論文集（上冊）[C];2013年

3 陳寧;;行波管可靠性預(yù)計模型研究[A];中國電子學(xué)會真空電子學(xué)分會第十九屆學(xué)術(shù)年會論文集（上冊）[C];2013年

4 孫添飛;李想;孫萌;倪盈盛;;一種大功率脈沖行波管熱態(tài)輸出駐波比的測量方法[A];第八屆華東三省一市真空學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2013年

5 葛永基;陳淑華;;應(yīng)用微機(jī)的行波管掃頻熱測系統(tǒng)[A];1985年全國微波會議論文集[C];1985年

6 趙洪;羅馬奇;陳炳榮;;行波管測量的行波形成新算法[A];2010’中國西部聲學(xué)學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2010年

7 陳銀杏;鄔顯平;;TWT中的混沌現(xiàn)象的實(shí)驗觀察[A];中國電子學(xué)會真空電子學(xué)分會第十二屆學(xué)術(shù)年會論文集[C];1999年

8 宮玉彬;王文祥;;脊加載環(huán)板行波管的二維非線性理論研究[A];中國電子學(xué)會真空電子學(xué)分會第十二屆學(xué)術(shù)年會論文集[C];1999年

9 蔡紹倫;;衛(wèi)星地面站用通信行波管的高頻設(shè)計[A];中國電子學(xué)會真空電子學(xué)分會第十一屆學(xué)術(shù)年會論文集[C];1997年

10 李慶績;趙士錄;;增加行波管線性工作范圍的研究[A];中國電子學(xué)會真空電子學(xué)分會第十一屆學(xué)術(shù)年會論文集[C];1997年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 劉欣;新型大功率行波管通過設(shè)計定型鑒定[N];經(jīng)濟(jì)參考報;2003年

2 山東 金明杰 馬存兵 郎東風(fēng);2GC 2WH-01型微波發(fā)信系統(tǒng)的技術(shù)改造[N];電子報;2006年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 顏勝美;多注太赫茲折疊波導(dǎo)行波管技術(shù)研究[D];中國工程物理研究院;2015年

2 劉國;G波段帶狀束返波管及Ku波段帶狀束行波管高頻結(jié)構(gòu)研究[D];電子科技大學(xué);2015年

3 諸葛天祥;新型平面型級聯(lián)行波管研究[D];電子科技大學(xué);2015年

4 顏衛(wèi)忠;折疊波導(dǎo)行波管注波互作用理論研究[D];電子科技大學(xué);2016年

5 魏望和;帶狀束新型螺旋線行波管的研究[D];電子科技大學(xué);2016年

6 李建清;行波管三維非線性理論及其網(wǎng)絡(luò)并行計算[D];電子科技大學(xué);2003年

7 李斌;行波管幅相一致特性研究[D];電子科技大學(xué);2003年

8 黎澤倫;多注行波管慢波系統(tǒng)的研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2008年

9 彭維峰;行波管注波互作用時域理論與通用非線性模擬技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2013年

10 王少萌;徑向束行波管的研究[D];電子科技大學(xué);2013年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉之暢;高可靠行波管結(jié)構(gòu)分析技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2011年

2 李鵬;大功率行波管及材料的顯微研究[D];電子科技大學(xué);2012年

3 高志強(qiáng);基于CAD技術(shù)的毫米波行波管研究和設(shè)計[D];電子科技大學(xué);2015年

4 林藝文;行波管主要部件的多點(diǎn)溫度測量與熱分析技術(shù)[D];東南大學(xué);2015年

5 沈孟;曲折線行波管中平面電子槍設(shè)計及其整管仿真[D];東南大學(xué);2015年

6 邱華榮;行波管工作狀態(tài)下的振動特性分析[D];華南理工大學(xué);2016年

7 吳泓嫻;基于ANSYS Workbench的行波管動力學(xué)仿真分析及二次開發(fā)研究[D];華南理工大學(xué);2016年

8 陳聰;行波管結(jié)構(gòu)設(shè)計及加工誤差分析[D];電子科技大學(xué);2016年

9 戴二虎;小功率增益可調(diào)放大器供電系統(tǒng)研究[D];電子科技大學(xué);2016年

10 吳鋼雄;毫米波雙頻段空間行波管高頻特性研究[D];電子科技大學(xué);2016年

，

本文編號：974026