摘要：传统的经验设计方法很难综合性地进一步提高微波管的功率、带宽、增益、效率及非线性特性等性能,高精度的微波管CAD模拟软件是改进设计,提高性能的主要手段。该文综述了微波管CAD技术的国内外研究进展,介绍了微波管CAD软件的主要分类及代表性软件,特别是我国自主研发的"二维宽带大功率行波管CAD集成环境"软件系统及"三维微波管模拟器套装"。展望了微波管CAD技术的发展前景,对我国自主开发微波管CAD软件提出了一些建议。

摘要：提出了一种介质加载折叠波导慢波结构,给出了该结构中存在电子注时慢波互作用的热色散方程,在介电常数εr=1的特殊情况下该方程即简化为普通折叠波导的小信号工作方程.在给定慢波结构尺寸的基础上,分析比较了介质加载对放大器小信号增益特性的影响,结果表明:"弱加载"(介质厚度d/a<0.1)时,无需重新设计慢波结构的参数,只需适当调整工作电压和电流就可以满足原有设计要求,而且和未加载时相比增益特性更为平坦,降低的电子注阻抗也有利于电子效率的提高.考虑到弱加载可以有效降低导体的高频损耗,因此该研究对研制太赫兹折叠波导行波管也具有一定的指导意义.

摘要：利用电磁模拟软件,计算得到了H面渐变与E面渐变的楔形衰减器匹配效果,指出在相同渐变长度下,E面渐变匹配效果优于H面渐变。H面渐变衰减器反射主要来源于电场集中处,而E面渐变衰减器主要来源于渐变前部尖端处。在此基础上设计出了一种变形的匹配衰减器,即在E面渐变衰减器渐变开始处向前延伸一块薄片。计算结果与测试结果表明:与H面渐变和E面渐变的楔形衰减器相比,所设计衰减器在近截止频率处的匹配效果得到了明显的改善。

摘要：为设计输出高功率、高频率的W波段辐射源提供一个可行的方案,对一种具有开放式圆柱光栅的三反射球面镜准光腔大功率辐射源,在理论计算和PIC模拟仿真的基础上,完成了理论设计,装配出实验系统,并进行了热测实验。实验中采用了束流脉宽为70 ns的环形电子注,引导磁场为2.2 T,二极管电压为557kV,电流约为1.8 kA,实验测得在W波段有1.2 MW的峰值功率输出。

摘要：研究了光子晶体加载矩形谐振腔,针对传统光子晶体加载无法完全抑制模式竞争的问题,提出了特性阻抗和介质加载方法进行改进,完全实现了谐振腔的高次模式的单模工作,为抑制高次模式工作的谐振腔中模式竞争的问题提供了一种新方法.在此基础之上,采用解析方法以及高频仿真软件HFSS,设计了一个采用TM530高次模式工作的传统光子晶体加载的谐振腔,进一步采用了该新方法对其进行改进,并深入分析了采用这种方法抑制模式竞争的物理原因.计算结果表明,新方法能有效抑制模式竞争,实现谐振腔的高次工作模式的单模工作.

摘要：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。

摘要：带状电子注在螺线管磁场作用下传输时,易形成Diocotron不稳定性,导致电子注崩溃。采用Wiggler磁场聚焦带状电子注能防止Diocotron不稳定性。研究了Wiggler磁场聚焦带状注的作用机理,得出带状电子注在Wiggler场作用下的包络方程。结合理论分析,使用3维粒子模拟程序对带状电子注的Dioco-tron不稳定性和Wiggler磁场抑制不稳定性分别进行了模拟。研究表明:合适的选择磁场大小和周期能有效抑制Diocotron不稳定性,使得设计带状电子注行波管成为可能。

摘要：折叠波导慢波结构具有高功率、宽频带、高增益等优点。作为高频、大功率、宽频带微波源的慢波电路具有巨大的应用潜力。与单注折叠波导行波管相比,多注折叠波导行波管能够进一步提高行波管的增益。一般多注折叠波导行波管各级之间空隙很大,增加了行波管重量,如何减轻其重量是当前面临的一大难题。本文从多注折叠波导行波管基本结构出发,考虑各级折叠波导行波管之间的连接方式,设计了一种新的三注级联折叠波导行波管。通过HFSS软件对新结构进行仿真分析,结果表明该结构具有良好的输入输出特性。该设计不仅克服了管子加工长度上的困难,而且降低了三注级联折叠波导行波管对尺寸的要求,使行波管的结构更紧凑,适用于要求重量轻的场合。

摘要：基于速度调制原理,发展得到了一种适用于折叠波导行波管的大信号理论.这个大信号理论将相位进行离散,将电子束根据相位离散为具有不同初始相位的宏粒子,计算每一电子束通道和电磁波通道相重合处电磁波对宏粒子的调制作用和能量交换,从而得到线路波的增长.与粒子模拟结果相比,该大信号程序所预言的输出功率误差在10%以内,饱和长度误差在15%以内.该方法可用于折叠波导行波管的设计计算和分析.

摘要：提出了一种曲折双脊波导慢波结构,理论分析了慢波结构的高频特性,并在此基础上设计了工作在Ka波段的曲折双脊波导行波管.利用三维粒子模拟软件MAGIC3D建立了曲折双脊波导行波管模型,并对行波管中的注-波互作用进行了模拟分析.在相同工作条件下,分析比较了曲折双脊波导行波管和曲折波导行波管的各种性能参量,从中发现:在行波管增益峰值相近的情况下,曲折双脊波导行波管具有更好的带宽性能,其3dB增益带宽为22%;同时具有更高的电子效率,其峰值接近9%.