摘要：由于带状电子注在传输的过程中,其横向两个维度的不均匀性可能导致其发生扭曲、旋转、甚至断裂,这无疑增加了传输的难度和复杂性,而圆形电子注具有均匀的形态和较好的聚焦特性,使其在传输过程中更加稳定可靠。所以设计了适用于圆形电子注的W波段半方形环螺旋线行波管。首先,利用电磁仿真软件HFSS对半方形环螺旋线慢波结构的关键参数进行扫描,确定了每个参数对结构色散和阻抗的影响规律,并最终得到了适合在W波段下工作的慢波结构尺寸参数。接着利用仿真软件CST优化了半方形环螺旋线行波管的传输特性,并设计了衰减器成功解决了自激振荡,最后进行了粒子模拟分析。仿真结果显示,在6350 V和0.026 A条件下,半方形环螺旋线行波管在94 GHz处可以获得27.6 W的峰值输出功率,对应的小信号增益为27.42 dB,电子效率约为16.72%,同时其瞬时3 dB带宽为39 GHz(70~109 GHz)。

摘要：为了适应行波管对高功率、小型化、以及宽频带的发展要求,设计了适合与带状电子注进行注-波互作用的W波段半矩形环螺旋线行波管。利用了计算机电磁仿真软件Ansoft HFSS模拟了半矩形环螺旋线慢波结构的高频特性,并得到了适合在W波段下工作的慢波结构尺寸参数,接着利用仿真软件CST优化了半矩形环螺旋线行波管的传输特性,最后对完成传输特性优化的行波管进行粒子模拟分析。仿真结果显示,所设计的半矩形环螺旋线慢波结构展现出色散平坦、色散值较小且耦合阻抗较高的特点。在6350 V的工作电压和0.026 A的工作电流条件下,其最大峰值输出功率能够达到30.3 W,小信号增益高达27.82 dB,电子效率约为18.35%,同时其瞬时3 dB带宽为38 GHz,能够覆盖70~108 GHz的广泛频率范围。

摘要：为满足现今社会对高性能行波管日益增长的需求,行波管的高功率、高效率、宽频带是当代电子器件领域的重要发展方向。慢波结构的品质直接关系到行波管的性能。为此,设计了E波段矩形环对角双杆行波管。对矩形环对角双杆慢波结构的加工方法进行了研究,相较于传统的环杆模型,矩形环对角双杆慢波结构与微加工技术有着更好的匹配性,有利于器件的小型化。考虑到理论分析的方法过于复杂,求解存在误差,实验测试的方法成本较高,借助高频电磁仿真软件对矩形环对角双杆慢波结构进行研究,优化了慢波结构尺寸参数以及电气参数。注-波互作用结果表明,在工作电压为16.8 kV,工作电流0.1 A的条件下,矩形环对角双杆行波管在中心工作频点75 GHz处可获得最大输出功率210 W,对应增益和电子效率为34.19 dB和12.5%,3-dB带宽为16 GHz(62~78 GHz)。

摘要：随着卫星通信等领域对带宽需求的不断提高,工作频段逐渐从日益拥挤的Ka波段转向Q波段。为满足当前行波管高功率小型化的发展需求,基于圆环单杆结构(CRB)设计了一种Q波段方形环对角单杆(SRVB)慢波结构(SWS)。研究了方形环对角单杆结构前向波和反波的高频特性,通过HFSS和CST仿真计算得出:相同尺寸情况下的方形环比圆环结构有着更平坦的色散和更高的基波互作用阻抗。在中心频点处,SRVB结构的起振电流和起振长度均超过了CRB结构,这表明SRVB结构有着不弱于CRB结构的抑制反波振荡能力。注波互作用仿真使用13.4 kV的工作电压,200 mA的电流,在Q波段内SRVB最大平均输出功率达到467 W,最大电子效率为17.4%,最大增益为41.9 dB,平均3 dB带宽为8.5 GHz。与CRB结构相比,在功率、效率、增益、带宽上均占优势,整体性能提升明显且不易振荡。

摘要：更高的工作频率和更大的输出功率是当前行波管发展的主要方向。为满足Ku波段行波管日益提升的大功率和高效率发展需求,本文在分析慢波结构参数对色散和互作用阻抗影响的基础上,开展了Ku波段环圈慢波结构高功率行波管研究。研究显示,在12.8 kV和0.4 A的工作条件下,环圈行波管可以提供2672.9 W的峰值输出功率,对应的增益和电子效率分别为51.26 dB和26.10%,瞬时3 dB带宽达到2.5 GHz(14~16.5 GHz)。

摘要：本文对工作于V波段的三种螺旋线类慢波结构进行了参数设计,在同等参数条件下,分析对比了圆螺旋线,半方环螺旋线以及半矩形环螺旋线的高频特性。结果发现,圆螺旋线在三种慢波结构中的色散最平坦,但是耦合阻抗最小。半方环螺旋线和半矩形环螺旋线的相速度较接近,同时具有比圆螺旋线慢波结构更大的互作用阻抗。

摘要：高功率、宽频带是当前科研人员研究行波管的主流方向,中国工信部最新规定E波段的频率范围在71-76 GHz/81-86 GHz。虽然传统的环圈慢波结构有更高的互作用阻抗,但是当其达到E波段及以上由于其结构特点在现实中难以加工,所以难以实现工作在E波段,为了提升输出功率,本文设计了E波段矩形环对角双杆慢波结构行波管的研究,对其进行注波互作用模拟仿真和计算,带状电子注采用19.1 kV的电压,电流为0.14 A的条件下,行波管可获得最大400 W的瞬时输出功率,增益为46.02 dB、电子效率15%。

摘要：面对行波管高功率和小型化发展趋势,适应微细加工技术的带状注慢波结构成为了研究重点.基于矩形环弯曲杆慢波结构设计了Ka波段行波管,在优化该慢波结构的传输特性基础上,仿真计算了行波管的注-波互作用.结果表明,在电压16400 V,电流0.23 A的条件下,在35.5 GHz处,该行波管输出功率1775 W,电子效率为47.11%,增益为42.5 dB,3 dB带宽范围28.5-36 GHz.

摘要：为了顺应行波管高功率、高效率、小型化的发展趋势,设计了工作于W波段的矩形环对角双杆慢波结构行波管。仿真结果表明:在工作电压12.4 kV,工作电流0.08 A的条件下,矩形环对角双杆慢波结构可获得106.69 W的最大输出功率,增益可达27.27 dB,电子效率达到10.75%,3-dB带宽为18 GHz。

摘要：为满足行波管大功率、高效率、小型化的发展需求,设计了工作于V波段的宽杆半矩形环螺旋线行波管。仿真结果表明:与传统的矩形螺旋线慢波结构对比,宽杆半矩形环螺旋线慢波结构在保持色散平坦度相近的前提下,具有相速值较小、耦合阻抗较高的特点,同时,新结构更加兼容微细加工技术,易于小型化、批量化生产。在采用工作电压8900 V、工作电流0.05 A的带状电子注条件下,宽杆半矩形环螺旋线行波管的最大输出功率为112 W,对应的增益为30.5 dB,电子效率约为25.2%,瞬时3 dB带宽为24 GHz(43~67 GHz)。