矩形螺旋线慢波结构的研究

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1、摘要摘要自从行波管(TWT)诞生以来，其一直在微波真空器件领域中占有重要的地位。行波管以其宽频带，高增益，低噪声，可多模工作等特点在现在的军事上占有非常重要的地位，也是目前在军事上应用最广泛的微波真空器件。其无可替代的宽频带特点，使得行波管在电子对抗，卫星通信等领域中发挥着极其重要的作用。随着现代电子技术的飞速发展，对行波管的要求也越来越高，由于未来的军事的发展的迫切需要具有宽频带，高增益，重量轻，体积小等优点的紧凑型行波管，使得寻找新型的具有这些优越性能的行波管成了当前发展的重要课题。而行波管的慢波结构是影响其特性的最重要的因素，所以新型慢波结构的发明和研究已经是迫在眉睫，

2、本文便是在这样的情况下产生的。本文所研究的便是一种新型的慢波结构——矩形螺旋线慢波结构，在三维商业电磁软件HFSS和注．波互作用仿真软件MAGIC的帮助下，对矩形螺旋线慢波结构进行了深入的分析和仿真。本论文的主要工作如下：1．使用三维商业电磁软件HFSS模拟仿真得出的色散曲线与理论求解出的色散曲线相吻合，从而说明了我们的理论求解的正确性，并且模拟了与矩形螺旋线慢波结构的横截面周长相等的圆横截面螺旋线慢波结构的色散特性。矩形螺旋线慢波结构与圆横截面螺旋线慢波结构相比，矩形螺旋线慢波结构更加适合于紧凑型的行波管。2．对自由矩形螺旋线慢波结构与均匀介质夹持的矩形螺旋线慢波结构进行了

3、色散特性的对比分析，并对比了加上简易输入输出结构后的两者之间的传输特性的变化，很容易就发现均匀介质的夹持能明显改善色散曲线的平坦度，降低最低工作频率，拓宽工作频带，降低工作电压。3．使用注．波互作用仿真软件MAGIC，对矩形螺旋线行波管的注．波互作用特性进行了模拟与仿真，并分析了其中各个参数对矩形螺旋线慢波结构的输出功率的影响，为以后制作成管奠定了仿真基础。关键词：行波管，矩形螺旋线，色散特性，传输特性，注．波互作用ABSTRACTS缸lcemebirthofthetravelingwavetube(TWT)，ithasbeenoccupyingallirnportaIltp

4、ositioninthefieldofmicrowavevacullnldevices．Travelingwavetubewith遗讯adband，hi曲gain，lownoise，carlbecharacterizedbymulti-modeworknowoccupiesaveryimportantpositioninthefieldofthemilitary,iscurrentlythemostwidelvusedinmilitary．Wideband一一itsirreplaceablecharacteristicmakes咖ling-wavetubesinelectro

5、niccountermeasures，satellitecommunicationsandotherfieldstoplayallextremelyimportantroles．Withtherapiddevelopmentofmodemele‘：∞onictechnology,therequirementsfortravelingwavetubeshavebecomemoresoq她sticated，duetothedevelopmentoffuturemilitaryurgentlyneedstohavebroadb锄d，high．gain,lightweight,sma

6、llsize，compacttheadvantages0士travelingwavetlibemadetofindanewtypeofthetravelingwavetubeswiththesesuperiorpIerfo肌ancehavebecomeallimportantsubjectofthecurrentdevelopment·Theslo、Ⅳ．waves仃ud[ureofthetraveling-wavetubeisthemostimportantfactorthataffectstllccharact甜stics，sotheinventionofanewslow-

7、wavestructureandresearcharenowimminent，insuchcircumstances，thisarticlebrings．Inthispaperanewtypeofslowwavestructure·arectangularhelixslowwaVes佃lctllreisstudied．Withthehelpofthethree-dimensionalcommercialelectromagneticso凡vareHFSS，andbeam．waveinteractions