| 题名 | 高效率空间行波管慢波系统的研究 |
| 作者 | 樊会明 |
| 学位类别 | 硕士 |
| 答辩日期 | 2007-06-02 |
| 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 | 苏小保 |
| 关键词 | 空间行波管 高效率 双渐变螺旋线 色散 耦合阻抗 |
| 其他题名 | Research on Helical Slow-Wave Structures of High Efficiency Space TWTs |
| 中文摘要 | 作为卫星通讯的核心部件，空间行波管要有很高的效率和良好的线性。慢波系统是注波互作用实现能量交换的部分，与行波管的带宽、效率等有着极其密切的关系，它直接决定了行波管的性能。提高慢波系统的注波互作用效率是提高空间行波管效率的途径之一，而且良好的线性也与慢波系统有关。因此，研究慢波系统是发展高效率空间行波管的一个重要课题。本论文对高效率空间行波管的慢波系统进行了研究，应用软件模拟分析了螺旋带径向厚度和螺距对慢波系统色散和耦合阻抗的影响；围绕提高空间行波管的效率问题，分析了提高互作用效率的方法，重点分析了相速度再同步法，使用注波互作用程序TWTCAD对X波段40W空间行波管的螺旋线慢波系统进行了分析和优化，研究表明双渐变螺旋线使注波互作用效率得到显著提高；利用HFSS软件模拟对设计的空间行波管耦合装置进行了分析，得到了与冷测结果基本一致的结果。最后，本论文还对空间行波管的非线性指标——幅相转换系数的测量方法进行了探讨和试验，给出了完整的基于矢网的测量方法。 本论文的主要工作如下： 一、利用基于有限元法（FEM）的数值计算软件HFSS对螺旋线行波管慢波系统的冷测特性进行了模拟分析，将有限厚度的螺旋带等效为中央存在无限薄螺旋带的等厚真空层，研究不同螺旋带径向厚度对慢波系统冷测特性的影响。等效模型的计算值与实验值基本相符，证明了该等效方法是有效的，这为大信号理论计算奠定了基础。 二、针对螺旋线行波管慢波系统制备过程中螺距的变化问题，利用计算软件HFSS模拟研究了螺距对慢波系统色散和耦合阻抗的影响。由模拟结果可知当螺距变化小于4%时，其对慢波系统色散和耦合阻抗的影响很小，并且对工程实际的慢波系统进行了测量，测量结果表明在工程实践中保证螺距变化小于4%是可以实现的。 三、分析了提高注波互作用效率的方法，重点研究了双渐变螺旋慢波系统，利用计算软件TWTCAD对X波段40W空间行波管的螺旋慢波系统进行了分析和优化，使得注波互作用效率由传统的13%提高到28%。同时，双渐变螺旋慢波系统使行波管具有良好的线性特性。这是本文的创新点。 四、利用HFSS软件完成了X波段40W空间行波管的耦合装置的优化设计，并通过冷测实验进行了验证。冷测结果表明，在工作频带内，设计和冷测之间的平均误差小于2.3%，这一误差说明利用HFSS软件能够快捷方便而且比较精确的给出耦合装置的几何参数，完成耦合装置的设计。 五、为了完成对空间行波管线性参量 和 的精确测量，通过实验研究了其测试方法，给出了基于矢网的测试方法，并对测试结果进行了误差分析。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2011-07-19 |
| 页码 | 62 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://159.226.65.12/handle/80137/8323]  |
| 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 | 樊会明. 高效率空间行波管慢波系统的研究[D]. 电子学研究所. 中国科学院电子学研究所. 2007. |
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