翼片加载螺旋线慢波结构的螺旋带模型

翼片加载螺旋线慢波结构广泛应用于大功率、宽频带行波管中。建立了翼片加载螺旋线慢波结构的螺旋带模型,得到了实用的色散方程、耦合阻抗和衰减常数的表达式。利用导出的方程对实际行波管的螺旋慢波结构进行计算,并与测量结果和导电面模型进行了比较,计算结果与测量结果具有良好的一致性。分析了不同管壳半径对色散特性的影响。

螺旋线慢波结构的参数变化对其冷测特性的影响

本文介绍了用MAFIA软件的准周期边界条件计算螺旋线行波管慢波结构的色散和耦合阻抗等冷测特性的方法 ,并重点对慢波结构中各参数 ,特别是矩形螺旋线截面的宽度和厚度对其冷测特性的影响进行了分析 .这是目前理论上没有解决的难题 .分析结果表明 ,螺旋线的宽度和厚度对其色散影响不大 ,而对耦合阻抗有一定影响 .对耦合阻抗而言 ,螺旋带宽度和厚度都存在一个最佳值 .

新型高导热螺旋线慢波结构的设计和仿真分析

该文从理论上通过对螺旋线慢波结构的热状态进行分析,首次提出以椭圆管壳结构来代替传统的圆管壳结构,然后利用ANSYS软件对椭圆管壳螺旋线慢波结构作了三维热分析并利用微波工作室CST分析了其高频特性。仿真结果表明,椭圆管壳螺旋线慢波结构的导热能力明显强于传统的圆壳结构,且夹持杆数目越多,导热能力越强。同时还发现椭圆管壳慢波结构在保证足够大耦合阻抗前提下,其工作带宽相对圆壳更宽。

双渐变螺旋线慢波结构参数分析及优化

双渐变螺旋线慢波结构是空间行波管中使用最广的慢波结构之一。利用Christine大信号程序对该慢波结构各部分长度和螺距对行波管效率以及增益的影响进行了分析。结果显示:增益和电子效率与慢波结构长度成正比,且输入端的长度对增益影响最大;电子效率对相速增加段的螺距的变化最为敏感。根据分析结果,通过增加输入端长度,加大相速增加段的螺距,同时减小相速减小段的螺距进行优化。优化后,电子效率由35.4%提高至36.8%,增益由54.6 dB增加至56.2 dB。

螺旋线慢波结构高频特性的简化模拟方法

利用3D电磁仿真软件HFSS中的Master/Slaver边界条件,基于螺旋线慢波结构的角向周期性,提出了一种改进的高频特性仿真方法。将具有3根夹持杆的螺旋线慢波结构的仿真模型从1个螺距的长度缩小到了1/3个螺距。仿真结果表明:采用改进后的模型,计算所得的相关高频特性参数与改进前传统模型所得结果基本一致,但是运算时间减少了至少3/4,且频率越高,计算时间上面的优势越大。

螺旋线径向挤压变形对其慢波结构冷测特性的影响

介绍了用MAFIA软件的准周期边界条件计算螺旋线行波管慢波结构的色散和耦合阻抗,以及用ANSYS软件对螺旋线径向挤压变形建模的方法,并对螺旋线受挤压径向变形对其冷测特性的影响进行了详细的分析。结果表明:螺旋线径向挤压变形会导致相速增大,而在通常的变形范围内耦合阻抗也会增加;当变形继续增大时耦合阻抗上升到最大值后开始下降。

基于MAFIA软件的螺旋线慢波结构冷特性仿真

利用MAFIA软件所提供的准周期边界条件,对两种不同夹持结构的螺旋线行波管一个周期结构的色散和耦合阻抗特性进行了仿真,并与国内开发的螺旋线行波管计算软件包的计算结果进行了比较,为今后进一步优化螺旋线行波管的慢波结构打下基础。

螺旋线行波管慢波结构热特性计算专用软件开发

针对行波管慢波结构热分析的必要性,介绍了螺旋线慢波结构的热产生机理,结合ANSYS软件设计了可对不同翼片加载和不同形状夹持杆的螺旋线慢波结构进行热特性分析的专用仿真环境。利用该仿真环境,用户可以在不掌握ANSYS软件的情况下对螺旋线行波管慢波结构的热特性进行模拟计算。

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。

带状注行波管双矩形螺旋线慢波结构高频特性

针对新型螺旋线慢波结构——双矩形螺旋线慢波结构,即在金属屏蔽框内平行加载两个具有矩形横截面形状的自由螺旋线慢波结构,利用三维电磁仿真软件对其高频特性(色散特性和耦合阻抗)进行模拟研究。结果表明:在相同位置处,与单矩形螺旋线慢波结构相比,双矩形螺旋线慢波结构色散特性变化很小,却有着更高的耦合阻抗;同时,在包含这些位置的空间部分,可采用带状电子注与该慢波结构进行注波互作用,使输出功率进一步得到提高。

基于LabVIEW的新型螺旋线慢波结构冷测系统

文中介绍新型螺旋线慢波结构冷测系统。该系统结合传统微波测量理论和现代虚拟仪器思想,使用LabVIEW开发而成。

Ka波段H型翼片加载螺旋线慢波结构的研究

提出了一种H型金属翼片加载的新型螺旋线慢波结构。利用三维电磁仿真软件HFSS对该慢波结构和常规螺旋线慢波结构的高频特性进行了分析对比,基于螺距跳变技术采用2.5维大信号互作用程序对Ka波段螺旋线整管注-波互作用进行模拟。结果表明该慢波结构的色散曲线平坦,整体耦合阻抗值较大;在26.5 GHz-40 GHz内输出功率大于210W,电子效率大于12%,增益波动小于3.8d B。

用于行波管螺旋慢波组件的挤压新方法

在螺旋慢波结构行波管制作中,螺旋慢波组件冷挤压是其中工序之一。本文提出了一种用于行波管螺旋慢波组件的挤压新方法并自制了相应的冷挤压设备样机。该设备可以用于以弹压法制作行波管的螺旋慢波结构,能够满足行波管的工艺要求,所制作慢波组件在一致性上有所提高。

X波段300kW正交场放大器设计

首次提出采用高二次发射系数铂钡合金作为冷阴极,实现了X波段正交场放大器(CFA)宽脉冲和大工作比稳定工作。提出了双螺旋耦合翼片慢波结构与波导之间采用缝隙耦合加切比雪夫阻抗变换器输能结构设计方案。通过对慢波结构及高频系统仿真分析与设计,实现了慢波结构与输能组件间的宽频带良好匹配,电压驻波比及插损特性仿真结果与冷测结果具有很好的一致性。热测结果表明,放大器在1 GHz带宽内脉冲功率大于300 kW,效率大于57%,增益大于14 dB,填补了国内X波段宽带大功率正交场放大器的空白,是当前国际上脉冲宽度最宽、工作比最大的X波段正交场放大器产品。