E波段椭圆弯曲折叠波导的研究

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作者 王一哲 蔡军 +2 位作者 杜英华 张小青 冯进军 《微波学报》 北大核心 2025年第1期82-86,共5页

针对E波段宽带应用,文中提出了一种适用于宽带行波管的新型慢波结构——椭圆弯曲折叠波导。与传统的折叠波导相比,该设计将原直波导段弯曲的部分改为椭圆结构,并增加了直波导段的倾斜角度,从而更好地实现宽带性能。利用电磁场仿真软件CS... 针对E波段宽带应用,文中提出了一种适用于宽带行波管的新型慢波结构——椭圆弯曲折叠波导。与传统的折叠波导相比,该设计将原直波导段弯曲的部分改为椭圆结构,并增加了直波导段的倾斜角度,从而更好地实现宽带性能。利用电磁场仿真软件CST分析了该新型慢波结构各参数对相光速比及耦合阻抗的影响,在71 GHz~96 GHz频段范围内,椭圆弯曲折叠波导结构相较于常规折叠波导结构,在只降低了3.8%耦合阻抗的情况下,提升了77%的相光速比差值,大大改善了宽带性能。 展开更多

关键词 椭圆弯曲折叠波导 慢波结构 行波管 E波段

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0.22THz折叠波导行波管部件设计与加工 被引量：16

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作者 徐翱 胡林林 +3 位作者 阎磊 陈洪斌 金晓 周传明 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第9期2135-2140,共6页

以理论推导和三维模拟仿真设计为基础,设计优化了0.22THz折叠波导行波管电子枪、慢波结构、永磁聚焦系统、输入/输出结构、收集极等部分,并结合大量的工艺实验,探索和研究了各种精密加工方法和组装焊接工艺,最后完成了符合这些部分设计... 以理论推导和三维模拟仿真设计为基础,设计优化了0.22THz折叠波导行波管电子枪、慢波结构、永磁聚焦系统、输入/输出结构、收集极等部分,并结合大量的工艺实验,探索和研究了各种精密加工方法和组装焊接工艺,最后完成了符合这些部分设计要求的高精度零件加工和组装焊接样品。 展开更多

关键词 折叠波导行波管 电子枪 慢波结构 永磁聚焦系统 收集极

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螺旋线行波管慢波组件散热性能的研究进展 被引量：12

3

作者 刘燕文 韩勇 +2 位作者 刘濮鲲 张连正 陆玉新 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期424-434,共11页

螺旋线行波管具有宽频带、高增益和高功率等优点,当今被大量应用于卫星通信系统、电子对抗系统和雷达系统。慢波组件是螺旋线行波管的关键组成部分,它的性能优劣直接决定着整管水平。慢波组件的散热性能不仅是决定行波管平均输出功率的... 螺旋线行波管具有宽频带、高增益和高功率等优点,当今被大量应用于卫星通信系统、电子对抗系统和雷达系统。慢波组件是螺旋线行波管的关键组成部分,它的性能优劣直接决定着整管水平。慢波组件的散热性能不仅是决定行波管平均输出功率的主要因素,也是直接影响行波管工作稳定性与可靠性的重要因素。本文针对螺旋线行波管慢波组件,总结了螺旋线慢波组件散热性能的实验测试方法和理论分析方法,分析了影响散热性能的各种因素和各种改善方法。分析比较了不同材料的螺旋线、管壳和夹持杆,不同结构的夹持杆和管壳,不同组件装配方法对慢波组件散热性能的影响。介绍了将金刚石和纳米材料等新型材料应用于螺旋线慢波组件的研究进展。 展开更多

关键词 螺旋线行波管 慢波组件 散热性能 装配方法

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不同方法制备的螺旋线慢波组件的散热性能的研究 被引量：10

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作者 刘燕文 韩勇 +7 位作者 赵丽 王莉 于艳春 王立新 王鑫 赵建东 王自成 刘濮鲲 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第8期1757-1761,共5页

利用电阻温度系数法对几种方法制备的慢波组件散热性能进行了实验研究,结果表明石墨热挤压法、磁控溅射覆膜法及压力扩散焊接法和无变形热挤压法比冷弹压法和传统的缠钼带热挤压法制备的慢波组件散热性能强许多.传统的石墨热挤压法可与... 利用电阻温度系数法对几种方法制备的慢波组件散热性能进行了实验研究,结果表明石墨热挤压法、磁控溅射覆膜法及压力扩散焊接法和无变形热挤压法比冷弹压法和传统的缠钼带热挤压法制备的慢波组件散热性能强许多.传统的石墨热挤压法可与无变形热挤压法制备的组件的散热能力相比拟,但石墨热挤压法会引起慢波组件的两次变形,使慢波组件的微波反射点增多增强.压力扩散焊接法制备的慢波组件散热性能比溅射镀膜法制备的慢波组件散热性能稍强,但压力扩散焊接法与溅射镀膜法相比具有更低的微波损耗.这些结果为制备散热性能强的慢波组件提供了有益的实验结果. 展开更多

关键词 行波管 螺旋线慢波组件 散热性能 挤压方法 焊接方法

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0.14THz行波管的设计与实验研究 被引量：6

5

作者 蒋艺 雷文强 +5 位作者 胡林林 胡鹏 阎磊 周泉丰 马国武 陈洪斌 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期168-170,共3页

以折叠波导作为为慢波结构进行研究分析,利用三维电磁仿真软件HFSS和CST,对0.14THz行波管模型进行了折叠波导慢波结构、电子光学系统和输入输出窗等的模拟设计,并完成了整管的PIC注波互作用的仿真计算与优化。进行了整管的焊接工艺设计... 以折叠波导作为为慢波结构进行研究分析,利用三维电磁仿真软件HFSS和CST,对0.14THz行波管模型进行了折叠波导慢波结构、电子光学系统和输入输出窗等的模拟设计,并完成了整管的PIC注波互作用的仿真计算与优化。进行了整管的焊接工艺设计和热测实验,研制出的样管在电压15.4kV、电流17.4mA下,脉冲工作输出最大功率为8.3 W,输出中心频率为140.8GHz,最大增益为28dB,-3dB带宽为2.9GHz。 展开更多

关键词 折叠波导 慢波结构 太赫兹 行波管

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140GHz菱形微带曲折线慢波结构行波管的模拟计算 被引量：8

6

作者 沈飞 魏彦玉 +5 位作者 许雄 徐进 巩华荣 黄民智 宫玉彬 王文祥 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期139-141,共3页

提出了一种新型的菱形微带曲折线慢波结构。该结构可适用于低电压、宽带宽、中等功率水平的高效率毫米波行波管。和传统的慢波结构相比,微带曲折线是一种平面结构,因此其加工工艺可采用2维微细加工技术。该结构可以用带状电子束进行注-... 提出了一种新型的菱形微带曲折线慢波结构。该结构可适用于低电压、宽带宽、中等功率水平的高效率毫米波行波管。和传统的慢波结构相比,微带曲折线是一种平面结构,因此其加工工艺可采用2维微细加工技术。该结构可以用带状电子束进行注-波互作用,并且不需要额外的电子束通道。给出了菱形微带曲折线慢波结构在140 GHz的色散曲线和注-波互作用模拟分析。研究结果显示：在输入功率为40 mW,带状电子束的电流和工作电压分别为90 mA和7 kV的条件下,该微带曲折线行波管可以获得数十W功率输出,互作用效率可达14.3%,瞬时3 dB带宽为18 GHz（132~150 GHz）。 展开更多

关键词 菱形微带曲折线 慢波结构 行波管 微细加工

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V波段大功率带状注曲折波导行波管 被引量：6

7

作者 刘洋 徐进 +5 位作者 魏彦玉 赖剑强 许雄 黄明智 唐涛 宫玉彬 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第11期2698-2702,共5页

利用曲折波导慢波结构和一个长宽比为3∶1的带状电子注作为注-波互作用电路,完成了对V波段大功率行波管互作用电路的设计。分析了带状电子注通道对高频特性的影响,并在综合考虑色散和耦合阻抗的情况下得到了优化的结构参数。建立了3维的... 利用曲折波导慢波结构和一个长宽比为3∶1的带状电子注作为注-波互作用电路,完成了对V波段大功率行波管互作用电路的设计。分析了带状电子注通道对高频特性的影响,并在综合考虑色散和耦合阻抗的情况下得到了优化的结构参数。建立了3维的V波段带状注曲折波导行波管的电路模型,并利用CST粒子工作室完成了注-波互作用的仿真研究。研究结果表明,当工作电压和电流分别为17kV和150mA时,带状注曲折波导行波管在58～62GHz时的饱和平均输出功率大于160W,增益大于34.7dB。 展开更多

关键词 带状电子注 曲折波导 慢波结构 行波管

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多注耦合腔慢波结构冷测特性研究 被引量：6

8

作者 杨军 邓光晟 +3 位作者 吕国强 李为 蔡斐 胡跃辉 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期1-4,共4页

对多注耦合腔慢波结构的色散和耦合阻抗特性参数的计算分析方法进行了讨论,特别是边注耦合阻抗的模拟算法。利用准周期边界条件计算了Ku波段五注耦合腔慢波结构色散特性,直接通过定义式得到了-1次谐波纵向电场分布和5个电子注的耦合阻... 对多注耦合腔慢波结构的色散和耦合阻抗特性参数的计算分析方法进行了讨论,特别是边注耦合阻抗的模拟算法。利用准周期边界条件计算了Ku波段五注耦合腔慢波结构色散特性,直接通过定义式得到了-1次谐波纵向电场分布和5个电子注的耦合阻抗曲线。比较了垂直于电子注传播方向截面上x、y坐标轴上电场Ez的分布,以及各电子注耦合阻抗的差别与变化趋势,分析讨论了多注电子耦合阻抗的特点,对实际多注耦合腔行波管设计有一定指导意义。 展开更多

关键词 行波管 耦合腔 慢波结构 冷测特性 多注

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圆波导梳状慢波结构的耦合阻抗 被引量：5

9

作者 王自成 韩沛然 +6 位作者 王莉 李海强 张世杰 徐安玉 郝保良 宋培德 戴志浩 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第11期1891-1895,共5页

对目前慢波结构的模拟计算中存在的问题进行了深人分析，并提出了新的计算耦合阻抗的方法。研究了圆波导梳状慢波结构基波的耦合阻抗，其值可以在较宽频带内大于1Ω。该结构内孔径为波长的1／4～1／3，是同一频段螺旋线慢波结构的5倍左... 对目前慢波结构的模拟计算中存在的问题进行了深人分析，并提出了新的计算耦合阻抗的方法。研究了圆波导梳状慢波结构基波的耦合阻抗，其值可以在较宽频带内大于1Ω。该结构内孔径为波长的1／4～1／3，是同一频段螺旋线慢波结构的5倍左右，能容纳比螺旋线大25倍的电流，能够承受比螺旋线大25倍的平均功率。互作用计算表明采用这种慢波结构的行波管在Ka波段可获得的最高功率达170kW。 展开更多

关键词 圆波导 梳状慢波结构 耦合阻抗 行波管

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等效电路法计算耦合腔慢波结构特性 被引量：5

10

作者 杨军 吕国强 +3 位作者 邓光晟 黎泽伦 胡跃辉 谢松廷 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期526-530,共5页

耦合腔慢波结构的等效电路模型是实际情况的一种近似,冷测计算结果存在一定误差,特别是在整个冷测带宽内精度不能保持一致。为提高计算精度,通过对等效电路参数的分析,引入参数对间隙电容和耦合槽谐振频率计算公式进行了修正。利用修正... 耦合腔慢波结构的等效电路模型是实际情况的一种近似,冷测计算结果存在一定误差,特别是在整个冷测带宽内精度不能保持一致。为提高计算精度,通过对等效电路参数的分析,引入参数对间隙电容和耦合槽谐振频率计算公式进行了修正。利用修正的模型模拟了10 GHz^16 GHz的单槽和双槽耦合腔慢波结构,分析了修正参数对计算精度的影响,提出了不同修正方案来提高整个冷测带宽内计算精度,与电磁场数值计算结果最大相对误差为1.6%。计算结果表明修正参数可以将工程经验引入设计开发中,有效地提高等效电路模拟精度,对实际工程设计具有指导意义。 展开更多

关键词 行波管 耦合腔 慢波结构 冷测特性 等效电路

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毫米波折叠波导行波管输入输出过渡波导设计 被引量：4

11

作者 唐涛 巩华荣 +1 位作者 宫玉彬 王文祥 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期1103-1106,共4页

折叠波导以其宽频带、加工方便而成为一类重要的毫米波与太赫兹波段行波管慢波线。针对折叠波导慢波系统与标准波导的匹配过渡连接,通过等效电路分析与电磁计算软件模拟,设计出了直渐变波导、双曲圆弧渐变波导、切比雪夫阶梯渐变波导3... 折叠波导以其宽频带、加工方便而成为一类重要的毫米波与太赫兹波段行波管慢波线。针对折叠波导慢波系统与标准波导的匹配过渡连接,通过等效电路分析与电磁计算软件模拟,设计出了直渐变波导、双曲圆弧渐变波导、切比雪夫阶梯渐变波导3种输入输出过渡波导结构,分析了各种过渡波导的优缺点及结构尺寸对性能的影响。计算表明,经过合理优化的设计,3种过渡结构均可以使反射系数在28-40 GHz波段小于0.05。 展开更多

关键词 行波管 过渡波导 折叠波导 慢波结构

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毫米波静电聚焦行波管电子光学系统的设计 被引量：3

12

作者 李飞 郝保良 +3 位作者 肖刘 刘濮鲲 王景田 赵建东 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期191-195,共5页

介绍了静电聚焦方式在毫米波行波管中的独特优势,分析了周期静电聚焦场的建立方法。基于某Ka波段行波管,首先根据指标要求设计了强流电子枪并选择类梳齿状结构作为其慢波电路,然后对电子枪和类梳齿状慢波电路组成的电子光学系统进行了... 介绍了静电聚焦方式在毫米波行波管中的独特优势,分析了周期静电聚焦场的建立方法。基于某Ka波段行波管,首先根据指标要求设计了强流电子枪并选择类梳齿状结构作为其慢波电路,然后对电子枪和类梳齿状慢波电路组成的电子光学系统进行了模拟计算,最后对慢波电路的关键尺寸进行了容差分析。结果显示,在周期静电场的作用下,电子注全部平稳地通过了慢波系统。良好的静态通过率为后续高效率的注-波互作用奠定了基础,证明了利用静电场聚焦毫米波行波管中大电流密度电子注的可行性。 展开更多

关键词 静电聚焦 电子光学 毫米波行波管 注-波互作用 慢波结构

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W波段阶梯型交错双栅慢波结构行波管的研究 被引量：8

13

作者 王海龙 石先宝 +1 位作者 王战亮 宫玉彬 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期784-789,共6页

为了提高传统交错双栅慢波结构行波管的性能,提出了一种阶梯型交错双栅慢波结构,并基于此新型慢波结构,提出了新型输入输出耦合结构.在此基础上,设计了一只工作在W波段的带状电子注阶梯型交错双栅慢波结构行波管.计算结果显示,阶梯型交... 为了提高传统交错双栅慢波结构行波管的性能,提出了一种阶梯型交错双栅慢波结构,并基于此新型慢波结构,提出了新型输入输出耦合结构.在此基础上,设计了一只工作在W波段的带状电子注阶梯型交错双栅慢波结构行波管.计算结果显示,阶梯型交错双栅慢波结构行波管的耦合阻抗更高,从而使行波管在更短的互作用电路长度里,实现更高的饱和增益和互作用效率.在90～100GHz频率范围内,阶梯型交错双栅慢波结构的耦合阻抗大于4Ω,高于传统交错双栅慢波结构;W波段带状电子注行波管高频结构的反射系数(S11)小于-15dB;并且行波管的饱和输入功率仅约为0.7W,可以实现最高输出功率约800W,相应的效率大于7.8%,增益大于30.6dB. 展开更多

关键词 阶梯型交错双栅慢波结构 带状电子注行波管 低饱和输入功率 高饱和增益

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MAFIA软件模拟三维耦合腔慢波结构 被引量：12

14

作者 张国兴 戴卢富 刘准 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第6期1-5,共5页

本文详细描述了耦合腔慢波结构色散，耦合阻抗数值模拟的原理及方法．模拟过程是由ＭＡＦＩＡ软件包的频域解程序完成的．其结果与实测值、Ａｒｇｕｓ软件模拟值相比较，色散误差小于１％．最后，讨论了两种拟合色散曲线的方法，证实Ｃ... 本文详细描述了耦合腔慢波结构色散，耦合阻抗数值模拟的原理及方法．模拟过程是由ＭＡＦＩＡ软件包的频域解程序完成的．其结果与实测值、Ａｒｇｕｓ软件模拟值相比较，色散误差小于１％．最后，讨论了两种拟合色散曲线的方法，证实Ｃｕｒｎｏｗ方程拟合最佳． 展开更多

关键词 耦合腔慢波结构 行波管 数值模拟 MAFIA软件包

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任意槽形螺旋槽慢波结构的色散方程 被引量：3

15

作者 魏彦玉 王文祥 +2 位作者 宫玉彬 孙嘉鸿 周鹏 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第7期88-90,87,共4页

在本文的分析中 ,将任意槽形的螺旋槽的连续轮廓近似用一系列相连的矩形阶梯代替 ,利用各阶梯面上导纳的匹配 ,以及槽与中心互作用区边界场的连续和区配条件 ,获得了任意形状螺旋槽慢波结构的色散方程 :同时加工制作了一半圆形螺旋槽模... 在本文的分析中 ,将任意槽形的螺旋槽的连续轮廓近似用一系列相连的矩形阶梯代替 ,利用各阶梯面上导纳的匹配 ,以及槽与中心互作用区边界场的连续和区配条件 ,获得了任意形状螺旋槽慢波结构的色散方程 :同时加工制作了一半圆形螺旋槽模型 。 展开更多

关键词 螺旋槽 慢波线 色散方程 行波管

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多注行波管慢波结构的耦合阻抗研究 被引量：3

16

作者 黎泽伦 吕国强 +2 位作者 邓善熙 杨军 邓光晟 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2009年第1期1-3,共3页

文章从理论上分析了多注行波管耦合阻抗原理,利用自行研制的数值软件建立了多注行波管慢波结构模型,模拟了多注慢波耦合特性,得到耦合阻抗曲线,并分析了相关参数对多注行波管耦合阻抗的影响;最后得出结论,多注行波管耦合阻抗较大,故其... 文章从理论上分析了多注行波管耦合阻抗原理,利用自行研制的数值软件建立了多注行波管慢波结构模型,模拟了多注慢波耦合特性,得到耦合阻抗曲线,并分析了相关参数对多注行波管耦合阻抗的影响;最后得出结论,多注行波管耦合阻抗较大,故其波注互作用效果明显,增益较高。 展开更多

关键词 多注行波管 慢波结构 耦合阻抗 数值模拟

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耦合腔慢波结构冷测特性的计算方法 被引量：3

17

作者 李实 刘韦 +1 位作者 苏小保 阴和俊 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第8期1149-1152,共4页

对几种用3维MAFIA仿真软件以及利用其准周期边界条件和后处理模块计算耦合腔行波管慢波结构的色散和耦合阻抗等冷测特性的方法进行了讨论,另外还对两种阻抗总阻抗和Pierce耦合阻抗的定义进行了充分讨论。考虑到休斯结构耦合腔行波管的... 对几种用3维MAFIA仿真软件以及利用其准周期边界条件和后处理模块计算耦合腔行波管慢波结构的色散和耦合阻抗等冷测特性的方法进行了讨论,另外还对两种阻抗总阻抗和Pierce耦合阻抗的定义进行了充分讨论。考虑到休斯结构耦合腔行波管的电子是与耦合腔慢波结构的负一次谐波发生作用和耦合阻抗应该是电子注截面上的平均值等,指出总阻抗和Pierce耦合阻抗之间相差一个因子,考虑了这个修正因子之后,其结果将更接近实际情况。用这些方法计算耦合腔行波管的冷测特性,得到了与实验冷测值十分接近的结果。 展开更多

关键词 行波管 耦合腔行波管 MAFIA 色散 耦合阻抗

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双渐变螺旋线慢波结构参数分析及优化 被引量：4

18

作者 唐康淞 赵刚 +1 位作者 李实 阴和俊 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第9期1507-1510,共4页

双渐变螺旋线慢波结构是空间行波管中使用最广的慢波结构之一。利用Christine大信号程序对该慢波结构各部分长度和螺距对行波管效率以及增益的影响进行了分析。结果显示:增益和电子效率与慢波结构长度成正比,且输入端的长度对增益影响最... 双渐变螺旋线慢波结构是空间行波管中使用最广的慢波结构之一。利用Christine大信号程序对该慢波结构各部分长度和螺距对行波管效率以及增益的影响进行了分析。结果显示:增益和电子效率与慢波结构长度成正比,且输入端的长度对增益影响最大;电子效率对相速增加段的螺距的变化最为敏感。根据分析结果,通过增加输入端长度,加大相速增加段的螺距,同时减小相速减小段的螺距进行优化。优化后,电子效率由35.4%提高至36.8%,增益由54.6 dB增加至56.2 dB。 展开更多

关键词 高功率微波 螺旋线行波管 双渐变螺旋线慢波结构 大信号理论 结构优化

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0.14THz瓦量级折叠波导行波管设计(英文) 被引量：8

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作者 陈樟 王亚军 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期1483-1488,共6页

在本课题组此前采用显式方法设计0.14THz宽带折叠波导慢波结构的基础上,设计了一种0.14THz瓦量级输出折叠波导行波管。通过CST MWS软件分析结构尺寸对冷测特性的影响规律来确定一组慢波结构参数,然后对电子枪、永磁聚焦系统、输入输出... 在本课题组此前采用显式方法设计0.14THz宽带折叠波导慢波结构的基础上,设计了一种0.14THz瓦量级输出折叠波导行波管。通过CST MWS软件分析结构尺寸对冷测特性的影响规律来确定一组慢波结构参数,然后对电子枪、永磁聚焦系统、输入输出结构、衰减结构及收集极系统进行设计,最后经过CST PS软件进行整管热测特性仿真模拟。此过程不断迭代,最终找到一组结构参数满足频率在0.14THz、输入功率为20mW时,折叠波导行波管输出功率大于6W。为了验证设计的电子光学系统的正确性,加工装配了一根流通管,并进行了流通率测试,测得流通率大于80%。 展开更多

关键词 折叠波导 行波管 慢波结构 太赫兹

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X波段40W高效率空间行波管螺旋慢波系统的模拟优化 被引量：12

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作者 樊会明 苏小保 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期16-19,共4页

为了提高X波段40 W空间行波管的互作用效率,本文通过计算机模拟对其慢波系统进行了模拟优化,获得了渐变螺距慢波系统的互作用效率和输出功率,并和样管的测试结果进行了比较。比较结果表明,互作用效率、输出功率的模拟优化结果和测试结... 为了提高X波段40 W空间行波管的互作用效率,本文通过计算机模拟对其慢波系统进行了模拟优化,获得了渐变螺距慢波系统的互作用效率和输出功率,并和样管的测试结果进行了比较。比较结果表明,互作用效率、输出功率的模拟优化结果和测试结果在频带内的相对误差分别小于5.7%和8.3%,二者取得了很好的一致。同时,样管在中心频率处的相移小于40°,表明慢波系统的线性良好。 展开更多

关键词 空间行波管 高效率 慢波系统 互作用效率

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