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耦合腔行波管的计算方法

唐亮  
【摘要】: 休斯型耦合腔慢波结构存在输出功率与带宽这一矛盾。它采用全金属结构,散热能力非常强;其次,它适于使用较高的工作电压,因此无论是脉冲功率还是平均功率一般都能够满足要求。尤其近年来Ka波段耦合腔行波管放大器技术取得较大发展,可以做到功率较大,散热能力较强,重量较轻,体积较小。耦合腔慢波结构的色散特性和耦合阻抗的计算,非线性注波互作用的计算机数值模拟等方面对行波管的性能改善,缩短研制周期都有很大作用。本论文的主要的工作成果为: 一、耦合腔慢波系统的理论计算多采用等效电路的方法,它需要用场的方法解出或由实验测出其等效的电感、电容,再得出耦合腔的色散。本工作把腔体磁场激励耦合缝的切向电场等效为外来电流激励传输线的情况,得出耦合腔慢波系统单元的导纳矩阵模型,并在应用导纳矩阵的基础上给出其色散特性,耦合阻抗等。最后讨论了耦合槽张角,漂移管间的间隙等对色散特性的影响。 二、在圆盘模型基础上进行了二维的注波互作用计算。采用分别带正负电荷的两个圆盘来代替一般的圆环模型,并用格林函数表示出轴向和径向的空间电荷场。 三、设计了在30GHz-31GHz范围内工作的无加载头和有加载头两种结构的耦合腔链,并进行了注波互作用计算,比较了他们的功率和效率等特性。


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