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微带曲折线慢波结构的高频特性研究

陈常婷  
【摘要】:随着现代电子科学技术的飞速发展,我国航天工程和新一代卫星迫切需求大量具有宽频带、高效率、重量轻、体积小的毫米波源。为了满足这些需求,微波管所采用的慢波结构尺寸也越来越小,现有的加工方法已经不能满足这种高精度的要求。而平面型行波管所采用的慢波系统,其结构比较简单,是由刻在基片上的导体薄带构成的。由于这类慢波系统工作电压较低,只有几千伏,甚至几百伏;并且可采用成熟的微加工技术加工,因而管子体积小、重量轻,而且造价低、加工方便。 本论文主要研究了三种不同形式的微带型曲折线慢波结构,采用电磁仿真软件HFSS对这三种结构的高频特性分别进行了模拟仿真,分析讨论了所得的计算结果。论文的主要内容为: 1.研究了传统N型微带曲折线慢波结构,该结构的理论分析一般是建立在传播准TEM波的基本假设上,对该结构进行研究,既有利于加深理解传统结构的理论计算方法,又可以为进一步的理论研究做铺垫。文中采用电磁仿真软件HFSS对该慢波结构的高频特性进行了仿真分析,并研究了各参数对该慢波结构高频特性的影响。 2.分别研究了介质板U型微带曲折线慢波结构,横向介质杆U型结构和纵向介质杆U型结构,采用HFSS仿真软件对这三种结构的高频特性进行了仿真分析。介质杆代替介质板后,不但提高了工作频率,而且耦合阻抗有很大提高。 3.探讨了一种新型微带曲折线慢波结构,即V型平面曲折线慢波结构。利用电磁场仿真软件HFSS对这种新型结构和传统微带曲折线慢波结构进行分析比较,研究结果表明,V型结构在不改变色散强弱的情况下,工作频段向高频端拓展,而且耦合阻抗有了很大提高,可以更好地工作在短毫米波段。并仿真分析了结构参数对其高频特性的影响,所获得的仿真结果为器件的粒子模拟奠定了基础。


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