S波段磁控管阴极预群聚技术机理研究

阴极预群聚技术对磁控管的振荡建立过程具有显著的影响,但其作用机理仍然需要进行深入研究。本文对采用角向均匀分布的圆柱形多发射体阴极进行数值模拟,分析了互作用空间场分布及空间电子的运动规律,揭示了多发射体阴极与实体圆柱体阴极在磁控管的起振过程中存在显著差异。多发射体阴极的静电场角向分量与偏置磁场引入的洛伦兹力增强了初始阴极发射的电子向阳极漂移的能力。多阴极磁控管电子轮辐的外边缘更贴近阳极表面,群聚的电子在角向上具有周期性连续变化的速度分布,使得电子与高频场的能量交互更加充分。引入阴极预群聚技术的五阴极磁控管具有起振时间快、输出功率大、效率高等优点,从空间电场分布规律可知,阴极预群聚技术可降低布里渊半径,减少空间电荷对磁控管输出性能的影响。

磁控管六次谐波抑制研究

本文提出一种组装方便、结构简单、易加工、对六次谐波具有抑制作用的扼流筒结构。首先根据传输线理论和组装工艺确定扼流筒的初步结构和尺寸,然后仿真现有抑制5f频点扼流结构,确定仿真频率和实际频率差异,倒推6f仿真频率,再由6f仿真频率确定扼流筒尺寸,最后按关键尺寸H作变量加工试验样品,试验并作出相关曲线,由曲线确定最佳尺寸并进行试验验证。研究结果表明关键尺寸定在3.8mm时,扼流结构对磁控管6f频点有较好的抑制效果,使EMI整体通过率达80%。

磁控管滤波天线研究

提出了一种滤波天线结构,能够在耦合能量的同时抑制噪音输出。该天线由容性圆片和感性内导体构成,使得同轴滤波器和耦合天线一体化。首先根据同轴传输线滤波器设计原理,设计滤波器的初始尺寸,并通过电路仿真软件designer和电磁仿真软件CST对同轴传输线滤波器仿真优化,得出符合要求的滤波器尺寸,再仿真计算加有滤波器的磁控管的耦合度,最后优化天线结构来权衡耦合度和EMI性能,研究结果表明此种滤波天线结构能很好地改善磁控管EMI高频端性能。