140 GHz菱形微带曲折线慢波 结构行波管的模拟计算

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)。     

速调管离子噪声特性的模拟分析

离子噪声已成为影响现代微波管性能的一个重要因素,采用一维混合模型研究了速调管的离子噪声,用自编的1维粒子模拟程序对速调管的离子噪声特性进行了分析。采用小信号近似,从理论上推导出了速调管离子噪声与相位畸变关系的表达式,表明微波管相位噪声直接来源于管内离子量的变化。模拟了有离子噪声时速调管的相位特性,对模拟过程做了离子诊断并与实验结果进行比较,证明了模拟过程的正确性。探讨了电子束电流、电压以及聚焦磁场对离子噪声的影响规律,束电流与束电压改变后,离子噪声的周期与大小相应改变,增大束电流,离子噪声幅度会下降,并趋于稳定,而在束电流不变的情况下,离子噪声存在一个最小值。束电流与束电压确定,存在最佳的磁场使离子噪声幅度最小。     

（英）340GHz倒圆角交错双栅行波管的仿真与冷测

近些年来交错双栅行波管由于其高功率容量和易加工等优点受到了很多的关注。然而随着器件工作频率的升高,尤其对于太赫兹频段,结构的损耗严重限制了行波管的性能。本文考虑了损耗和加工所导致的圆角等因素,针对交错双栅结构提出了一个更切实际的设计。仿真结果表明该行波管在320GHz到342GHz频率范围内能获得大于5W的输出功率。此外采用了相速跳变方法来提高输出功率,在整个工作频带内输出功率都得到了大于28%的提升。在此基础上加工了340GHz交错双栅慢波结构并开展了冷测实验,在330GHz到360GHz范围内盒型窗的S21测试结果大于-2.1dB且电压驻波比在334GHz到355GHz范围内小于1.35。同时对包含盒型窗部件的高频系统进行了冷测,其电压驻波比测试结果在335GHz到344GHz范围内均小于2,且该冷测结果与仿真结果之间趋势基本一致。     

速调管离子噪声特性的模拟分析

 离子噪声已成为影响现代微波管性能的一个重要因素，采用一维混合模型研究了速调管的离子噪声，用自编的1维粒子模拟程序对速调管的离子噪声特性进行了分析。采用小信号近似，从理论上推导出了速调管离子噪声与相位畸变关系的表达式，表明微波管相位噪声直接来源于管内离子量的变化。模拟了有离子噪声时速调管的相位特性，对模拟过程做了离子诊断并与实验结果进行比较，证明了模拟过程的正确性。探讨了电子束电流、电压以及聚焦磁场对离子噪声的影响规律，束电流与束电压改变后，离子噪声的周期与大小相应改变，增大束电流，离子噪声幅度会下降，并趋于稳定，而在束电流不变的情况下，离子噪声存在一个最小值。束电流与束电压确定，存在最佳的磁场使离子噪声幅度最小。     

大功率行波管新型慢波线技术的进展

全金属慢波结构由于具有热耗散能力强，功率容量大，比耦合腔慢性线带宽度，结构整体性好，尺寸大等一系列优点而备受人们关注。本文着重介绍了螺旋槽、环板、曲折波导及周期加载波导四类结构的发展现状，包括理论研究与实际应用情况，探讨了新型慢波线在技术上存在的问题及今后的努力方向，指出全金属慢波结构将在毫米波行波管、返波管、毫米波回旋行波管及相对论器件等方面得到广泛应用。     

介质加载折叠波导行波管的线性分析

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ε_r=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 关键词： 折叠波导 行波管放大器 介质加载 热色散方程     

Ka波段曲折双脊波导行波管的研究

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MAGIC 3D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3 dB增益带宽为22％;同时具有更高的电子效率,其峰值接近9％.     

A novel slotted helix slow-wave structure for high power Ka-band traveling-wave tubes

A novel slotted helix slow-wave structure （SWS） is proposed to develop a high power, wide-bandwidth, and high reliability millimeter-wave traveling-wave tube （TWT）. This novel structure, which has higher heat capacity than a conven- tional helix SWS, evolves from conventional helix SWS with three parallel rows of rectangular slots made in the outside of the helix tape. In this paper, the electromagnetic characteristics and the beam-wave interaction of this novel structure operating in the Ka-band are investigated. From our calculations, when the designed beam voltage and beam current are set to be 18.45 kV and 0.2 A, respectively, this novel circuit can produce over 700-W average output power in a frequency range from 27.5 GHz to 32.5 GHz, and the corresponding conversion efficiency values vary from 19% to 21.3%, and the maximum output power is 787 W at 30 GHz.     

G波段平顶型正弦波导返波管的设计

通过粒子模拟对平顶型正弦波导返波管的器件性能进行预测,结果表明:在工作电流为9mA的条件下,调节工作电压从15~25kV,该返波管可以在207.82~233.44GHz的频带内产生大于1.96 W的输出功率。     

一种新型圆弧形螺旋槽慢波结构的色散特性

本文提出了一种新型的大功率行波管慢波结构－圆弧形螺旋槽系统;采用近似的场论方法,得到了该结构的色散方程;讨论了主模在其中的传播情况和系统结构参数变化对色散特性的影响。