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回旋放大器的模拟研究

李小华  
【摘要】: 回旋管是一类基于电子回旋谐振受激辐射机理发展而成的快波器件,在军事武器、毫米波雷达、通信、精确制导等方面都有很好的应用前景。对它们的研究在国际上也受到高度重视。在回旋放大器中回旋速调管具有高效率、高增益、高功率的特点,而回旋行波管则主要以宽频带受到青睐。八十年代后,由于毫米波应用的需要,回旋管放大器的研究方向主要集中于Ka波段和W波段两个大气窗口,对用频率点分别为35GHz和94GHz。 本文对W波段回旋速调管和Ka波段回旋行波管进行了研究,其中对W波段回旋速调管进行了重点研究,主要工作如下: 1.利用高频结构计算软件HFSS模拟得到W波段回旋速调管群聚腔和输出腔的结构。 2.利用粒子仿真软件MAGIC编写3mm波段四腔回旋速调管高频结构程序,得到在工作电压70 kV,注电流12A,电子注横向与纵向速度比1.35时的输出功率为300kW,带宽为1GHz,效率为36%以及增益为42dB的设计方案。 3.设计了一种新型的加载涂层的回旋行波管结构,有效抑制了杂模,提高了整管的效率,得到在工作电压68 kV,注电流15A,电子注横向与纵向速度比1.15时输出功率为435 kW,带宽为2.2GHz,效率为43%以及增益为40dB的设计方案。 4.分别分析了电子注参数、高频结构参数等对回旋行波管以及回旋速调管输出的影响,为以后管子的开发研制提供了模拟依据。


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