| 题名 | 毫米波空间行波管周期永磁聚焦系统与输出耦合结构的研究 |
| 作者 | 姜勇 |
| 学位类别 | 硕士 |
| 答辩日期 | 2009-05-25 |
| 授予单位 | 中国科学院电子学研究所 |
| 授予地点 | 电子学研究所 |
| 导师 | 刘濮鲲 |
| 关键词 | 毫米波 空间行波管 周期永磁聚焦系统 输出耦合结构 计算机辅助设计 |
| 其他题名 | Research on PPM System and Output Coupler for Millimeter-Wave Space TWT |
| 中文摘要 | 空间行波管是星载转发器的核心部件，起到末级功率放大的作用。随着卫星通信事业的迅速发展，人们对空间行波管的性能提出了越来越高的要求。凭借高功率、宽频带、高效率、小体积等优良特性，毫米波空间行波管目前已经成为空间行波管的主要发展方向。在毫米波段，行波管结构尺寸很小，电子注质量必须很高，所以要求聚焦磁场必须精确，这对周期永磁聚焦系统设计提出了更高的要求。为了满足要求，具有良好优化功能的磁场仿真程序成为必不可少的工具。另外，由于空间应用对输出耦合结构的高频损耗要求比较苛刻，因此一个高性能的毫米波段输出耦合结构成为毫米波空间行波管中一个非常重要的单元。基于以上需要，本文从毫米波空间行波管周期永磁聚焦系统仿真优化程序设计和改善输出耦合结构性能出发，对周期永磁聚焦系统仿真程序和毫米波段输出耦合结构进行了研究分析，主要工作如下： （1）本论文利用有限差分法，完成了二维周期永磁聚焦系统仿真软件的开发工作。文中详细介绍了周期永磁聚焦系统的数理模型、磁场泊松方程的数值求解方法、程序的计算流程、以及程序可靠性的验证。本程序的开发参考了已有磁场仿真软件的优缺点，并针对实际工程中周期永磁聚焦系统的设计需要，改进了软件中磁路系统的建模方式，使软件的操作更加简便。通过与其它多种成熟软件的计算结果相对比，验证了本软件计算结果的可靠性。 （2）结合电子所毫米波空间行波管研究项目，详细研究了毫米波段输出耦合结构的设计方法。通过采用理论计算与软件仿真优化相结合的设计方法，提高了输出耦合结构的性能，缩短了设计时间。首先，按照等效电路法计算了输出耦合结构中盒形窗的尺寸以及螺旋线慢波系统的特性阻抗；然后以理论计算值作为初始值，利用HFSS电磁软件进一步仿真优化，最终得到了符合性能指标的输出耦合结构。在要求的带宽内，实现了VSWR<1.15的设计指标。 本论文完成的两项工作与实际项目需要紧密相关。二维周期永磁聚焦系统仿真程序的开发为实现真正的周期永磁聚焦系统仿真优化功能奠定了基础，结合后续开发的多目标优化程序将会大大加快毫米波空间行波管周期永磁聚焦系统的设计工作，提高成功率，降低实验成本。而盒形窗输出耦合结构的良好设计，也为改善毫米波空间行波管性能提供了坚实的保障。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2011-07-19 |
| 页码 | 75 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.ie.ac.cn/handle/80137/8807]  |
| 专题 | 电子学研究所_电子所博硕士学位论文_电子所博硕士学位论文_学位论文 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 姜勇. 毫米波空间行波管周期永磁聚焦系统与输出耦合结构的研究[D]. 电子学研究所. 中国科学院电子学研究所. 2009. |
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