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回旋管横向输入输出结构设计

陈仕虎  
【摘要】:在毫米波段,由于传统真空电子器件开始受到结构、工艺材料及机理等各种因素的限制,同时电流密度较大的小尺寸电子注非常难以得到。在实际应用中出现了很多的问题。而基于电子回旋共振原理的回旋器件由于采用了光滑波导而大大降低了结构的复杂性,成为这一波段产生高功率微波辐射的主要选择。它在亚毫米波,毫米波领域填充了大功率器件的空白。回旋管作为大功率毫米波源,在机理上突破和解决了传统微波器件所遇到的困难,对毫米、亚毫米波波段的开拓和利用带来了新的希望和巨大的推动作用。回旋管的研究应用了电子回旋脉塞(ECM)理论,作为一种大功率的微波源,回旋管在亚毫米波和毫米波波段上能够实现连续的调谐。回旋管在大功率干扰机、定向能电磁辐射武器、高性能材料处理和微波催化等方面具有重大应用前景,国际上对它的理论和实验研究非常的重视。 关于回旋管方面的研究,我国还正在起步,基于回旋管在工业和军事方面具有极其重大的应用前景和价值,本文采用CST软件辅助设计仿真的方法,对回旋管的输入,输出结构进行设计仿真,着力于减少杂模激励,提高模式纯度和传输效率,设计完成工作在95GHz中心频率,圆波导TE01模输入转换为矩形波导TE10模的输出结构和矩形波导TE10模式输入转化为圆波导TE01模式的输入结构,并对设计结构的S参数进行优化,提高传输效率。最后通过实验验证设计方案,并对设计加工中所遇到的问题进行总结。


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