新型半矩形环螺旋线慢波结构高频特性

针对行波管更高工作频率和更大输出功率的发展需要,提出了一种半矩形环螺旋线慢波结构。基于三维电磁仿真软件HFSS的模拟研究表明:调控慢波结构的尺寸可以获得合适的色散特性和互作用阻抗,与现有技术的半圆环螺旋线慢波结构相比较,半矩形环螺旋线慢波结构的色散变化很小,但是具有更高的互作用阻抗值。新结构具有平坦色散、高互作用阻抗、与微细加工技术相兼容以及方便与带状电子束互作用的综合优点。

V波段宽杆半矩形环螺旋线行波管的研究

为满足行波管大功率、高效率、小型化的发展需求,设计了工作于V波段的宽杆半矩形环螺旋线行波管。仿真结果表明:与传统的矩形螺旋线慢波结构对比,宽杆半矩形环螺旋线慢波结构在保持色散平坦度相近的前提下,具有相速值较小、耦合阻抗较高的特点,同时,新结构更加兼容微细加工技术,易于小型化、批量化生产。在采用工作电压8900 V、工作电流0.05 A的带状电子注条件下,宽杆半矩形环螺旋线行波管的最大输出功率为112 W,对应的增益为30.5 dB,电子效率约为25.2%,瞬时3 dB带宽为24 GHz(43~67 GHz)。

V波段三种螺旋线类慢波结构高频特性

本文对工作于V波段的三种螺旋线类慢波结构进行了参数设计,在同等参数条件下,分析对比了圆螺旋线,半方环螺旋线以及半矩形环螺旋线的高频特性。结果发现,圆螺旋线在三种慢波结构中的色散最平坦,但是耦合阻抗最小。半方环螺旋线和半矩形环螺旋线的相速度较接近,同时具有比圆螺旋线慢波结构更大的互作用阻抗。