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《山东大学》 2006年
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W波段折叠波导慢波结构的研究

蔡军  
【摘要】:微型真空电子器件近期得到了蓬勃的发展,这种器件的小型互作用电路的研发也取得了另人瞩目的成果,已经成为当前真空电子学领域的研究热点。微型真空电子器件充分结合了微波真空电子器件的工作原理和微细加工的特点,既适合高频、大功率应用,能够适应宽广的温度范围和强辐射环境,又实现了微细加工技术高精度、低成本、高可重复性等优势,满足高频器件对加工十分苛刻的要求。折叠波导慢波结构是一种全金属结构,在高频应用中具有大功率、宽频带、便于微细加工等特点,微型折叠波导行波管可以作为一种毫米波、甚至亚毫米波小型辐射源。针对军事电子装备、雷达系统、通讯等应用的需求,W波段折叠波导行波管的研究对于该波段的这种新型器件的开拓有重要作用。 本论文以W波段折叠波导慢波结构为研究题目,研究目的在于为利用微细加工技术制造微型折叠波导行波管奠定理论和实际的基础,主要对W波段折叠波导慢波结构及相关技术进行理论分析、初步设计、数值模拟和初步实验探讨,论文的主要内容如下: 前言介绍了行波管的发展历史和目前真空电子器件主要发展趋势,对微型真空电子器件及场致发射阵列阴极的发展历史及其技术水平进行了详细、全面的论述。 对折叠波导慢波电路的理论进行了分析,推导了折叠波导慢波结构的两个重要冷特性参数—色散特性和耦合阻抗的公式;分别给出了U型弯曲和直角弯曲折叠波导慢波结构的等效电路分析方法;折叠波导行波管理论通过小信号理论分析,并且给出了通过小信号参量近似估算互作用效率的方法。 基于上述理论,使用MathWorks公司的计算软件MATLAB对W波段折叠波导慢波结构的冷参数特性进行了理论计算。计算主要包括了色散关系以及轴线耦合阻抗,其中色散特性结果显示,经过初步综合设计的W波段折叠波导慢波电路的冷带宽达到36.2%。全面总结了折叠波导慢波结构几何参数对冷特性参数的影响,这些规律对初步综合设计中几何参数的优化有重要的指导作用。本论文还对W波段折叠波导行波管小信号理论进行了计算,分析了增益参量、空间电荷参量和速度参量等小信号参量,给出了四十八个几何周期W波段折叠波导行波管小信号增益曲线,在中心频率增益为29.4dB,利用小信号参量估算互作用效率为4.58%。
【学位授予单位】:山东大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TN103

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【引证文献】
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1 冯进军;蔡军;胡银富;瞿波;李含雁;唐烨;;折叠波导慢波结构太赫兹真空器件研究[J];中国电子科学研究院学报;2009年03期
2 张芳;董志伟;董烨;;140 GHz多束折叠波导行波管仿真分析[J];强激光与粒子束;2012年04期
3 范立善;吕国强;杨军;曹微微;;折叠波导慢波结构特性的研究[J];真空电子技术;2007年06期
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 何俊;毫米波新型曲折波导行波管的研究[D];电子科技大学;2010年
2 黎泽伦;多注行波管慢波系统的研究[D];合肥工业大学;2008年
3 张开春;太赫兹频段扩展互作用振荡器研究[D];电子科技大学;2009年
4 沈飞;微带型慢波结构的研究[D];电子科技大学;2012年
5 许雄;正弦波导及其应用的研究[D];电子科技大学;2012年
6 刘漾;新型角向周期加载圆波导行波管的研究[D];电子科技大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 刘春兴;3毫米梯形慢波系统EIO研究[D];电子科技大学;2011年
2 刘晓杰;光子带隙结构在微真空电子器件中的应用基础研究[D];山东大学;2008年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 刘景全,朱军,丁桂甫,赵小林,蔡炳初;用SU-8胶制高深宽比微结构的试验研究[J];微细加工技术;2002年01期
2 王文祥,宫玉彬,魏彦玉,余国芬,赵国庆;大功率行波管新型慢波线技术的进展[J];真空电子技术;2002年06期
3 廖复疆;空间通信应用的微波功率模块[J];真空电子技术;2003年02期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 周冠山;;用C-V法测试Cd在InSb中扩散层的杂质浓度及其分布[J];半导体光电;1991年04期
2 关辉;朱长纯;;硅基场致发射光电探测器及硅锥阴极工艺研究[J];半导体光电;1993年02期
3 赵策洲;全硅集成光学──理论与工艺[J];半导体光电;1994年01期
4 刘俊刚,赵文伯,李平;600×500元帧转移CCD摄像器件[J];半导体光电;1994年04期
5 李国正,张浩;Ge_xSi_(1-x)/Si红外探测器量子效率的理论计算[J];半导体光电;1995年04期
6 李国正;半导体色敏器件的研制[J];半导体技术;1982年04期
7 蔡跃明,吕世骥;电子陷阱的雪崩注入测量方法[J];半导体技术;1989年06期
8 李福德,安涛,王全计;功率半导体器件少子寿命测试仪[J];半导体技术;1995年02期
9 施锦行;GaN上的欧姆接触[J];半导体情报;1999年05期
10 孔祥东,张玉林,宋会英;LIGA工艺的发展及应用[J];微纳电子技术;2004年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 相泽锋;林有希;谢炜;;电火花沉积陶瓷涂层耐磨性能研究[A];2011年全国青年摩擦学与表面工程学术会议论文集[C];2011年
2 赵晓云;李家胤;汪海洋;;微波回旋波整流器高频结构中的频率漂移研究[A];“第十四届全国微波能应用学术会议”暨“2009年微波创造美的生活高峰论坛”论文集[C];2009年
3 张国栋;张富巨;郭嘉琳;马立卿;;35CrMo钢电火花堆焊接头的界面行为及其组织变化[A];中西南十省区(市)焊接学会联合会第九届年会论文集[C];2006年
4 周萍;熊彩东;鄢扬;;内开槽同轴波导的研究[A];第十二届全国微波能应用学术会议论文集[C];2005年
5 李承跃;魏彦玉;谢鸿全;刘盛纲;;外圆筒三反射镜准光学谐振腔的场分布研究[A];四川省电子学会高能电子学专业委员会第四届学术交流会论文集[C];2005年
6 李承跃;高源慈;魏彦玉;谢鸿全;刘盛纲;;平凹型准光腔的场分布研究与模式判别[A];四川省电子学会高能电子学专业委员会第四届学术交流会论文集[C];2005年
7 董烨;董志伟;周海京;;任意轴对称周期慢波结构色散曲线的数值计算[A];第二届全国信息与电子工程学术交流会暨第十三届四川省电子学会曙光分会学术年会论文集[C];2006年
8 张国栋;张富巨;郭嘉琳;马立卿;;35CrMo钢电火花堆焊接头的界面行为及其组织变化[A];湖北省暨武汉焊接学会成立二十五周年2005年焊接学术年会文集[C];2005年
9 郭嘉琳;张富巨;章少华;罗传红;李朝志;;电火花精密堆焊的材料选择与工艺优化[A];湖北省暨武汉焊接学会成立二十五周年2005年焊接学术年会文集[C];2005年
10 陈文华;王德新;刘丹;;钛合金材料电火花熔涂石墨强化工艺技术研究[A];2001年中国机械工程学会年会暨第九届全国特种加工学术年会论文集[C];2001年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 何俊;毫米波新型曲折波导行波管的研究[D];电子科技大学;2010年
2 赵晓云;基于回旋谐振机制的特殊电真空器件研究[D];电子科技大学;2011年
3 陈蓓冉;同轴型准光腔短毫米波辐射源的研究[D];电子科技大学;2010年
4 殷毅;折叠型双脉冲—长脉冲调制器及其激光触发技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
5 牛军;变掺杂GaAs光电阴极特性及评估研究[D];南京理工大学;2011年
6 罗益民;离子注入硅退火及退火过程热力学研究[D];中南大学;2010年
7 胡玉禄;行波管注波互作用基础理论与CAD技术研究[D];电子科技大学;2011年
8 张长青;大功率毫米波折叠波导行波管的研究[D];电子科技大学;2011年
9 柴斌;回旋自谐振脉塞多模非线性理论研究[D];西南交通大学;2011年
10 辛琦;正弦波纹同轴布喇格谐振腔研究[D];西南交通大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨辉;表贴式功率MOSFET封装技术研究[D];电子科技大学;2010年
2 刘春兴;3毫米梯形慢波系统EIO研究[D];电子科技大学;2011年
3 高留安;螺旋线行波管及耦合腔行波管输入输出结构设计与优化[D];电子科技大学;2011年
4 杨敏;螺旋线行波管中衰减器的分析与研究[D];电子科技大学;2011年
5 庚小迪;辅以磁场的水分散剂工作液电火花小孔加工工艺研究[D];太原理工大学;2011年
6 曾祥丹;橡胶制品模具的电火花套料加工技术的研究[D];北方工业大学;2011年
7 李艳桥;微机电引信安全与解除保险装置结构设计[D];南京理工大学;2011年
8 唐胜;微波固态驱动前端增益均衡器研究[D];电子科技大学;2011年
9 舟婕;矩形栅慢波结构及输入输出装置的研究[D];电子科技大学;2011年
10 刘瑞奇;宽带行波管中功率凹陷抑制的研究[D];电子科技大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 曹宏伟,马健云;微波功率模块[J];半导体情报;1999年04期
2 吴振华;张开春;刘盛纲;;0.1THz折叠波导扩展互作用振荡器辐射源研究[J];材料导报;2007年S2期
3 甘体国;;毫米波技术及应用进展[J];电讯技术;1993年05期
4 梁德文;世纪之交的军民两用毫米波技术[J];电讯技术;1999年06期
5 黄绣江;郭泉;李忻;徐凡;钦耀坤;钟云洋;汪易;黄辉;冯昀;倪红坚;葛寿兵;;超宽带双脊魔T的研制[J];电波科学学报;2007年02期
6 林为干 ,时振栋 ,薛良金;毫米波技术的回顾、现状与展望[J];成都电讯工程学院学报;1986年04期
7 刘盛纲;钟任斌;;太赫兹科学技术及其应用的新发展[J];电子科技大学学报;2009年05期
8 刘盛纲,鄢扬,宋立群,祝大军;有限磁场下等离子体填充的波纹波导中波传播理论[J];电子科技大学学报;1996年S1期
9 吴坚强;高功率微波的发展和应用[J];电子科技大学学报;1996年S1期
10 张开春;祝大军;刘盛纲;;等离子体微波辐射简介和研究进展[J];大学物理;2006年08期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 沈飞;魏彦玉;王少萌;许雄;岳玲娜;宫玉彬;王文祥;;一种新型微带曲折线慢波结构的研究[A];2011年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];2011年
2 许雄;魏彦玉;沈飞;殷海荣;刘洋;黄民智;徐进;王战亮;宫玉彬;王文祥;;正弦波导的电磁特性及其在太赫兹波段的应用[A];2011年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张长青;大功率毫米波折叠波导行波管的研究[D];电子科技大学;2011年
2 冯尚申;大带隙二维光子晶体的设计[D];浙江大学;2003年
3 牛新建;高功率微波传输线及模式变换研究[D];电子科技大学;2003年
4 朱小芳;螺旋线慢波系统高频特性理论分析与数值模拟[D];电子科技大学;2007年
5 殷海荣;光子晶体行波管研究[D];电子科技大学;2007年
6 姚列明;微波管的热分析[D];电子科技大学;2007年
7 朱兆君;MPM用小型行波管CAD研究[D];电子科技大学;2008年
8 黎泽伦;多注行波管慢波系统的研究[D];合肥工业大学;2008年
9 张开春;太赫兹频段扩展互作用振荡器研究[D];电子科技大学;2009年
10 路志刚;矩形波导栅行波放大器的研究[D];电子科技大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈常婷;微带曲折线慢波结构的高频特性研究[D];电子科技大学;2011年
2 王冠军;矩形栅波导慢波系统的研究[D];电子科技大学;2005年
3 廖燕;MPM用小型化行波管的研究和设计[D];电子科技大学;2005年
4 张永晋;多注行波管高频系统研究[D];浙江大学;2006年
5 张大勇;应用于微波管的微带型曲折线慢波结构的理论研究[D];山东大学;2006年
6 汪菲;回旋管振荡器注波互作用的数值模拟[D];中国科学院研究生院(电子学研究所);2006年
7 黄宇;开放式梳形槽波导慢波系统研究[D];电子科技大学;2007年
8 于海波;应用于真空电子管的矩形栅慢波结构冷特性的数值模拟[D];山东大学;2007年
9 樊会明;高效率空间行波管慢波系统的研究[D];中国科学院研究生院(电子学研究所);2007年
10 邓明金;光子晶体类曲折波导慢波电路研究[D];电子科技大学;2008年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张长青;宫玉彬;魏彦玉;王文祥;;亚毫米波折叠波导慢波结构的损耗特性研究[J];半导体光电;2010年06期
2 张长青;宫玉彬;龚华荣;魏彦玉;王文祥;;太赫兹翼片加载折叠波导行波管放大器的研究[J];半导体光电;2011年04期
3 王自成;田宏;刘青伦;李海强;徐安玉;;THz输能窗及天线一体化结构的研究[J];电子器件;2012年04期
4 张章;;太赫兹行波管的研究进展[J];激光与红外;2012年03期
5 李含雁;冯进军;白国栋;;DRIE技术加工W波段行波管折叠波导慢波结构的研究[J];中国电子科学研究院学报;2011年04期
6 许雄;魏彦玉;沈飞;黄民智;段兆云;岳玲娜;王战亮;宫玉彬;王文祥;;650GHz正弦波导返波管的模拟计算[J];强激光与粒子束;2012年01期
7 沈飞;魏彦玉;许雄;徐进;巩华荣;黄民智;宫玉彬;王文祥;;140GHz菱形微带曲折线慢波结构行波管的模拟计算[J];强激光与粒子束;2012年01期
8 徐翱;胡林林;阎磊;陈洪斌;金晓;周传明;;0.22THz折叠波导行波管部件设计与加工[J];强激光与粒子束;2012年09期
9 胡林林;陈洪斌;徐翱;阎磊;唐瑞雪;蒋艺;周传明;;0.14THz大功率回旋行波管前级激励源粒子模拟研究[J];信息与电子工程;2011年03期
10 冯进军;;集成真空电子学[J];真空电子技术;2010年02期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 徐翱;陈洪斌;阎磊;胡林林;唐瑞雪;马国武;宋睿;蒋艺;雷文强;金晓;周传明;;0.22THz微电真空折叠波导行波管的模拟研究[A];2011年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 廖臣;三维电磁粒子模拟并行算法及其应用研究[D];电子科技大学;2010年
2 田东斌;环形光栅包层THz空芯波导器件的研究[D];电子科技大学;2011年
3 高鹏;行波管再生反馈振荡器的研究[D];电子科技大学;2010年
4 许雄;正弦波导及其应用的研究[D];电子科技大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 刘春兴;3毫米梯形慢波系统EIO研究[D];电子科技大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前5条
1 魏彦玉,王文祥,余国芬,李宏福;一种新型圆弧形螺旋槽慢波结构的色散特性[J];电子学报;1999年06期
2 魏彦玉,王文祥,宫玉彬,孙嘉鸿,周鹏;任意槽形螺旋槽慢波结构的色散方程[J];电子学报;2000年07期
3 魏彦玉,王文祥,宫玉彬,周鹏;脊加载螺旋槽行波管的小信号增益计算[J];物理学报;2000年05期
4 廖复疆,李德章;微波功率模块:下一代武器系统的关键电子器件[J];真空电子技术;1995年03期
5 王文祥,余国芬,宫玉彬;行波管慢波系统的新进展──全金属慢波结构[J];真空电子技术;1995年05期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 夏勇俊;具有中心导体轴的螺旋槽慢波系统及注—波互作用的研究[D];电子科技大学;2002年
【相似文献】
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1 ;电子注晶体管与固体电子发射源[J];真空电子技术;1971年03期
2 赵东晖;;行波管的电子注直径和增益的关系[J];真空电子技术;1973年03期
3 李松柏;;电子注波动效应对奥罗管性能的影响[J];真空电子技术;1982年03期
4 陈希,谢文楷,刘盛纲;磁自聚焦电子注的空间轨迹及传输特性[J];电子学报;1999年06期
5 王华军;回旋管单阳极电子枪计算机辅助设计[J];成都师范高等专科学校学报;2002年04期
6 高昕艳,张玉利,王彬,谢文楷;填充等离子体波纹波导色散曲线计算软件的设计[J];真空电子技术;2004年03期
7 吴鸿适;;行波管的一些问题(一)[J];电信科学;1958年04期
8 陆钟祚;;微波电子器件[J];物理;1958年04期
9 ;一个用钐钴磁铁聚焦的2千瓦多倍频程行波管[J];真空电子技术;1972年04期
10 赵东晖;;电子注与谐振腔相互耦合的分析及其在速调管放大器的大讯号模拟计算中的应用[J];真空电子技术;1975年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 蒋国英;向兵;黄福金;;自动测量电子注分析器[A];中国电子学会真空电子学分会第十二届学术年会论文集[C];1999年
2 廖复疆;;大功率微波电子注器件及其发展[A];中国电子学会真空电子学分会第十二届学术年会论文集[C];1999年
3 李莉;李炳炎;李兴辉;廖复疆;;场致发射三极管电子注聚焦的计算机模拟[A];中国电子学会真空电子学分会——第十四届年会论文集[C];2004年
4 王丽;李宏福;牛新建;邓学;;磁场分布曲线对高功率回旋管磁控注入枪影响的分析[A];第七届全国激光科学技术青年学术交流会专辑[C];2003年
5 高昕艳;张玉利;王彬;谢文楷;;波纹波导色散曲线计算软件的设计[A];中国电子学会真空电子学分会——第十四届年会论文集[C];2004年
6 邓德荣;周霖;李文君;;X波段耦合腔行波管PPM系统设计[A];第二届全国核技术及应用研究学术研讨会大会论文摘要集[C];2009年
7 陆鸣;丁耀根;朱允淑;;多注速调管测试中常见问题的分析与思考[A];中国电子学会真空电子学分会第十三届学术年会论文集(上)[C];2001年
8 覃志东;宫玉彬;王文祥;;大功率毫米波环板行波管的小讯号增益研究[A];中国电子学会真空电子学分会第十三届学术年会论文集(下)[C];2001年
9 李建清;周晓岚;张勇;莫元龙;;行波管中慢电磁行波与电子注非线性互作用普遍理论[A];中国电子学会真空电子学分会——第十四届年会论文集[C];2004年
10 王华军;李宏福;;8mm永磁包装回旋管单阳极电子枪的设计[A];中国电子学会真空电子学分会——第十四届年会论文集[C];2004年
中国重要报纸全文数据库 前7条
1 本报记者 穆强;在中国延续成功[N];中国电子报;2002年
2 教宣;教育部出台高考报名资格规范[N];中国教育报;2005年
3 本报记者 史红云;省招生考试中心承诺“八公开”“六不准”[N];法制生活报;2008年
4 ;迅猛发展的白下经济[N];中国乡镇企业报;2002年
5 洪国贵;省专家组评估仪征电大开放教育工作[N];江苏经济报;2005年
6 周小平;美国积极推广机动车电子注册[N];中国汽车报;2005年
7 陈雯;假文凭何时销声匿迹[N];检察日报;2001年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 蔡军;W波段折叠波导慢波结构的研究[D];山东大学;2006年
2 王战亮;带状电子注的形成,传输与应用研究[D];电子科技大学;2010年
3 胡旻;周期阵列结构与电子注互作用机理的研究[D];电子科技大学;2009年
4 王华军;回旋管电子枪CAD[D];电子科技大学;2000年
5 徐翱;变周期慢波系统的研究[D];电子科技大学;2009年
6 张开春;太赫兹频段扩展互作用振荡器研究[D];电子科技大学;2009年
7 赵晓云;基于回旋谐振机制的特殊电真空器件研究[D];电子科技大学;2011年
8 黎泽伦;多注行波管慢波系统的研究[D];合肥工业大学;2008年
9 黄桃;微波管电子光学系统CAD技术研究[D];电子科技大学;2007年
10 王彬;等离子体耦合腔行波管高频特性及电子枪的研究[D];电子科技大学;2008年
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1 杨德欣;W波段新型慢波结构的研究[D];电子科技大学;2007年
2 钟杰;带状电子注稳定传输的理论研究[D];电子科技大学;2010年
3 于海波;应用于真空电子管的矩形栅慢波结构冷特性的数值模拟[D];山东大学;2007年
4 张华福;电子注对谐振腔振荡频率和电磁场分布的影响研究[D];广东工业大学;2012年
5 郭方;片状注电子枪的理论研究[D];电子科技大学;2010年
6 张祖存;毫米波段平板矩形光栅辐射特性研究[D];电子科技大学;2007年
7 吴浠桥;回旋速调管中的电子枪的设计[D];电子科技大学;2007年
8 杨景华;带状注速调管电子光学系统的研究[D];中国科学院研究生院(电子学研究所);2007年
9 王纪锋;回旋放大器的模拟研究[D];电子科技大学;2009年
10 侯慎勇;太赫兹扩展互作用速调管研究[D];电子科技大学;2009年
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