考虑螺旋带径向厚度的螺旋线慢波系统的研究

分析了具有夹持杆和金属屏蔽筒并且考虑了螺旋带径向厚度的螺旋线慢波系统的色散特性和耦合阻抗。通过用切比雪夫多项式来展开螺旋带上的面电流,用真空层来模拟螺旋带的厚度,用均匀分层介质来等效介质夹持杆,得到了色散方程和耦合阻抗的表达式。与实验数据相比,考虑螺旋带厚度所得出的结果明显优于未考虑其厚度的结果。利用该模型设计了两个工作在3GHz的螺旋线慢波系统。

矩形栅慢波系统的高频特性分析

对于矩形栅这一经典的慢波结构,采用场匹配法来分析其慢波特性,进而得到其耦合阻抗。其中对槽区内的场处理,保留其高次项,表示为一无限本征驻波之和的形式。然后通过数值实例具体分析了矩形栅的两种典型结构:浅槽栅和深槽栅。当增大槽深后,色散增强,系统通带变窄,同时耦合阻抗有明显增大,工作点移向前向波区,适合用在放大器的慢波结构上。

曲折圆形槽波导慢波系统的高频特性

对曲折圆形槽波导新型慢波系统的高频特性进行了研究,通过理论分析和数值计算,得到了它的色散曲线和耦合阻抗表达式,并分析了结构参数变化对色散特性和耦合阻抗的影响。研究表明:当周期变小时色散减弱,耦合阻抗增加;而增大直波导长度时色散变弱,但同时耦合阻抗也会下降。因此较小的周期有利于改善曲折圆形槽波导慢波电路的高频特性。鉴于这种电路的耦合阻抗较低,可以适当地减小直波导长度来提高耦合阻抗。曲折槽波导结合了曲折波导散热能力强、色散特性好、容易加工和槽波导单模工作、低损耗、大尺寸等优点,在毫米波及亚毫米波段的行波管中具有较好的发展前景。

矩形栅慢波系统的理论与实验研究

为了克服单模近似法在分析矩形栅慢波系统高频特性时的局限性,采用了一种新的方法,即在表示槽区内的场时,保留其高次项,表为一无限本征驻波之和的形式,利用场匹配法得到其色散特性,进而求得耦合阻抗。然后针对矩形栅慢波系统进行了数值计算,并分析了金属栅的几何尺寸对系统高频特性的影响,以作为器件设计的参考。设计出3cm、8mm波段的矩形栅高频结构模型,进行实验测量,得到的实验值与理论值符合良好。

不同材料管壳对螺旋线慢波系统性能的影响

利用实验测评和模拟分析的方法研究了螺旋线慢波系统中采用不同材料的管壳对其性能的影响。主要分析了蒙乃尔管壳、铜管壳和蒙乃尔内嵌铜管壳的应用,对螺旋线慢波系统的散热性能和高频特性的影响。研究表明,在蒙乃尔管壳内部嵌铜,即可以保证管壳的机械强度,又可以改善慢波系统的散热性能,并在低频段降低高频损耗。

螺旋线行波管慢波系统的综合热分析法

该文提出了一种研究螺旋线行波管慢波系统散热性能的综合分析方法。该方法以一定的预备实验为前提条件,利用理论公式推算出接触处的界面热阻率,使用仿真软件进行精确的模拟研究。该方法可以准确的反映慢波系统的散热性能,可以降低实验成本,节约材料,节省实验时间。通过对采用氧化铍夹持杆、氮化硼夹持杆和镀铜螺旋线的慢波组件的研究,验证了该方法的一致性和可行性。

X波段40W高效率空间行波管螺旋慢波系统的模拟优化

为了提高X波段40 W空间行波管的互作用效率,本文通过计算机模拟对其慢波系统进行了模拟优化,获得了渐变螺距慢波系统的互作用效率和输出功率,并和样管的测试结果进行了比较。比较结果表明,互作用效率、输出功率的模拟优化结果和测试结果在频带内的相对误差分别小于5.7%和8.3%,二者取得了很好的一致。同时,样管在中心频率处的相移小于40°,表明慢波系统的线性良好。

螺旋线行波管中慢波系统散热性能的研究进展

研究慢波系统的散热性能对改善螺旋线行波管的各项特性具有十分重要的意义。综合叙述了在慢波系统的散热性能影响因素和改进手段方面的研究结果。介绍了新型装配方法和金刚石材料在慢波系统制备中的应用,对各种方法的效果进行了分析比较,并指出新方法和新材料的采用有效的提高了散热性能,促进了更高性能的行波管的研制。

新型反绕双螺旋线慢波系统的分析与设计

基于降低工艺难度的目的,提出了一种新型反绕双螺旋线慢波系统,该系统的正绕反绕螺旋线半径不等。利用3维电磁软件CST MWS仿真分析了结构参数对色散和耦合阻抗的影响。结果表明:耦合阻抗在螺旋带内半径较大时没有明显下降;减小螺旋带宽度有利于降低相速度和提高耦合阻抗;在一定范围内,相速度随螺距的减小而增大。在此基础上,结合工程要求设计了8 mm波段行波管的新型反绕双螺旋线慢波系统,耦合阻抗达到21Ω,工作电压约为20 kV,同时由于电子通道半径较大,降低了对电子光学系统的要求;纵向翼片加载的引进较为有效地展宽了带宽。

不同方法装配的慢波系统的散热稳定性的研究

外部条件和工艺处理会对不同方法装配的慢波系统的散热稳定性产生影响。利用计算机模拟的方法,分析比较了当外部条件变化时,慢波组件散热性能的变化情况。冷弹压组件在应对外部条件变化时,表现出较好的散热稳定性。利用实验测试的方法,考察了制管工艺处理对慢波组件散热性能的影响作用。当进行各种制管工艺处理时,焊接组件和热挤压组件均表现出较好的散热稳定性。得到的结论对螺旋线行波管的制备具有重要的参考意义。

渐变螺距螺旋线慢波系统高频特性的仿真分析

为实现渐变螺距螺旋线慢波结构高频参数的高精度估计．基于MAFIA仿真平台．研究了螺距变化对超宽带螺旋线慢波系统（4～18GHz）的色散、互作用阻抗与衰减常数的影响。获得了各高频参数随螺距变化的规律。研究表明：相速几乎随螺距增大而线性变大．互作用阻抗与螺距是非线性的关系。衰减常数随螺距增大而非线性地减小；由于在维持电子注与电磁波速度同步的限制下．螺距变化的幅度不可能很大，因此可近似按线性关系来处理互作用阻抗及衰减常数与螺距之间的关系。由此提出了一种可精确计算渐变螺距螺旋线慢波结构高频参数的方法——线性插值法。

翼片加载螺旋线慢波系统的特性测量与模拟

使用Agilent8510C矢量网络分析仪测量了两种不同翼片加载螺旋线慢渡系统在2～18GHz频带内的色散和耦合阻抗。将被测系统等效为适当的微波网络，推导得到去除端口反射影响的慢波系统在微扰前后相位移变化的公式，应用该公式进行修正，可以有效抑制实验结果的波动。运用HFSS软件对实验中两个被测的螺旋线慢波结构进行建模，考虑了高次空间谐波对耦合阻抗的影响，结果表明，色散和耦合阻抗的模拟与实验值均有很好的一致性。

螺旋慢波系统高频特性的计算机仿真

介绍了用德国CST(Computer Simulation Technology)公司提供的微波工作室MWS (Microwave Studio)4.2软件模拟计算螺旋线慢波系统的色散特性和耦合阻抗的理论方法。通过对矩形夹持杆支撑螺旋慢波结构的模拟计算,与测试结果相比色散特性的平均模拟误差为1.5%左右,耦合阻抗的平均误差为 0.3%左右;相比于 MAFIA仿真,计算精度更高,计算时间更短。

曲折矩形槽波导慢波系统的高频特性

对曲折矩形槽波导新型慢波系统的高频特性进行了研究,通过理论分析和数值计算,得到了它的色散曲线和耦合阻抗,并分析了结构参数变化时对色散特性和耦合阻抗的影响。曲折矩形槽波导结合了曲折波导散热能力强、色散特性好、容易加工和矩形槽波导单模工作、低损耗、大尺寸等优点,因此这种新型的慢波系统有可能在毫米波及亚毫米波段的行波管中具有较好的发展前景。

螺距对螺旋慢波系统色散和耦合阻抗的影响

螺距是慢波系统的一个重要参数,直接影响螺旋慢波系统的色散特性和耦合阻抗。严格求解螺距对慢波系统色散和耦合阻抗的影响是不方便的,而通过计算机模拟可以方便快速地研究螺距对慢波系统色散和耦合阻抗的影响。模拟结果表明,对于工程项目当螺距变化小于4%时,螺距对色散和耦合阻抗的影响是很小的。

双交错Millitron慢波系统的实验研究

讨论了双交错Millitron慢波系统的设计方法,并采用通过式谐振法对双交错Millitron的色散特性进行了实验研究,给出了实验结果,并和作者所得到的理论结果[4]进行了比较,分析了出现误盖的原因。

一种适用于空心电子束的慢波系统的理论

提出了一种新型同轴慢波系统——紧密缠绕螺旋线介质棒加载盘荷波导,解析推导了其色散方程和耦合阻抗的表达式,并给出了数值计算结果。结果表明:新型导波结构作为行波管的慢波系统,不但可使行波管具有相对较宽的频带,又可使其具有较高的耦合阻抗。

Ka波段毫米波耦合腔行波管扁波导与慢波系统过渡的模拟研究

采用微波工作室软件研究了毫米波耦合腔行波管扁波导与慢波系统的过渡问题,较之以前的实验模拟法和等效电路法,该方法可以以更高的精度和更大的灵活性定量地研究多个参量变化时对过渡的影响。

W波段折叠波导慢波系统的尺寸对其冷特性的影响

分析了W波段折叠波导慢波系统的尺寸对其冷特性的影响,并利用电磁场分析软件MAFIA计算了不同金属材料折叠波导慢波系统在W频段下的功率损耗值.结果表明,影响其色散特性的主要几何参数是结构的几何周期和波导宽边值;影响耦合阻抗的主要几何参数是波导窄边值;影响功率损耗的主要因素是金属的电导率以及波导窄边值.

大功率毫米波螺旋线行波管慢波系统热分析

本文利用ANSYS软件对大功率螺旋线行波管慢波系统进行了热仿真与分析。首先给出了慢波系统热分析模型,其中包括慢波系统的结构模型、边界条件以及热耗分布;然后给出了慢波系统界面热阻研究,包括实测的无氧铜与氧化铍直接接触界面热阻以及螺旋线与夹持杆之间、夹持杆与管壳之间不同接触热阻条件下的螺旋线温度研究;最后得到通过减小螺旋线与夹持杆之间、夹持杆与管壳之间接触热阻能够使得螺旋线温度由原来的1034℃高温状态降低到350℃以下正常状态。