Q波段藕合腔行波管扁波導(dǎo)與慢波系統(tǒng)的過渡

1、Q波段藕合腔行波管扁波導(dǎo)與慢波系統(tǒng)的過渡慢波結(jié)構(gòu)的設(shè)計計算魏們采用了兩種方法耳1）是自編的軟件TWT4.0進(jìn)疔耦合腔芭散特性初步設(shè)計，腔行波管模型庫.可以確定耦合腔電參數(shù)據(jù)Y2）是利用CST電蘑場模擬計算軟件逡行精確計算.CST2010計算軟件是基分方法的全三維電磴場計毎愉件，能較好的模擬各種復(fù)朵的邊界條件.具有較高的柿度.住進(jìn)行二次開跤、增加前肋處理，可淮確計算耦合腔色敗特性與實際結(jié)果呦合度啟廠同時還可對同步電圧戰(zhàn)許陽抗*電場分布、檻場分布等參址進(jìn)行分析口42輸入輸出系統(tǒng)與慢波系統(tǒng)模型的構(gòu)建權(quán)合腔慢波線址耦合腔廿波管的主要部件.它楚決定整近件能的主鑒閔素"衡量慢波線性能的兩個重要參

2、雖是色散曲線和耦含阻抗凹°f丁波管的色散持性由輻合腔的設(shè)計電參和零部件加工來抉定，一定程度上可以滴算行波管的同步電壓、他用頓帯及帯寬"耦合腔疔波管慢波系統(tǒng)4-1所示為了防止行波管內(nèi)部產(chǎn)生反射而引起門藏搬苗和堆益波動.ir波設(shè)內(nèi)需業(yè)引入輔助我減器和切斷反也住計算斜浙波導(dǎo)與就合腔的阻抗問題*不必耍曲遐ft誠器的就誠員和切斷效4L它"1國內(nèi)（國際統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)*過渡段波導(dǎo)、他用區(qū)波導(dǎo)、慢波線注通道和宅種禍存腔（也插主開Q腔、調(diào)諧耦=脫）構(gòu)磺"通常把與波辱在一起匹配的耦合腔和衰聯(lián)耦令腔稱人1.1諧耦許腔：匹罷柵汁腔和過渡開介腔）帰皮線使用的耦汁腔，朋為上刑存腔H14

3、-1休斯耦合鏈模型在微波匸作空中，構(gòu)建了雙波導(dǎo)模型.建立了7個主耦合腔，對稱面以下的模型是對稱面以上的模型相對r甘稱而鏡像建立的。即整體模型相對對稱面是對稱的，對稱而兩側(cè)相對應(yīng)的參雖是相等的.所以在對可變參雖進(jìn)行優(yōu)化計算時，關(guān)于對稱面相對應(yīng)的參st是同時變化的.由于電子注入口燉于電磁波是截止的，所以此雙波導(dǎo)模型仍然屬于二端口微波網(wǎng)絡(luò)。rfir結(jié)構(gòu)的對稱性，把端口1作為輸入端口、端口2作為輸出端口與端口2作為輸入端口、端口1作為輸出端口并無區(qū)別.但是當(dāng)電磁波傳輸時，對稱而兩側(cè)的同一部件對電磁波的影響不一定相同.14-2耦合腔給構(gòu)具體名稱示總陽為了更好研允耦合腔和波導(dǎo)位宜關(guān)系，我們構(gòu)建了兩套模型如

4、圖43所示，分別稱為模型A（左側(cè)）和模型B（右側(cè)）.模型A中過渡耦合腔的腰形槽在靠近短路塊的一側(cè)，模型B中過渡耦合腔的腰形槽在遠(yuǎn)離短路塊的一側(cè).對兩種模型進(jìn)行計算，在實際中主要應(yīng)用模型A,所以上要對模型A進(jìn)行分析。圖4-3腰形槽和短路塊裝配示總用在微波工作室中創(chuàng)建女波導(dǎo)模型.把端口1作為輸入端u,?8U2作為輸出端U.本章計算的VSWR都是對瑞口1而言的4.3初始模型的優(yōu)化首先對雙波導(dǎo)模型A進(jìn)行第一輪優(yōu)化計算，要進(jìn)行優(yōu)化計算的11個參量及其初紿尺寸.和優(yōu)化順序如表43所示.還何一參數(shù)就是圖44中從電14。衣壬3模型A優(yōu)化計算參註表43中的短路塊位gwg!4.是相對耦合腔紬線而育的.如4-4所示

5、.參數(shù)化參址優(yōu)化順序備注（星位：宅米度波導(dǎo)wgh21扁波導(dǎo)高度wgl4c短路塊位宜過波耦合腔tangle3腰形槽張角tcphl4外側(cè)加我頭高度tcprl5外側(cè)加載頭半徑tct6腔壁厚度tcph2內(nèi)側(cè)加我頭高度tcpi2s內(nèi)側(cè)加栽頭半徑14-4匹配塊到禺介腔軸線的wgM我們采取一組耦合腔進(jìn)行多次分析.初始VSWR仿真結(jié)果如圖4-5左邊結(jié)果.進(jìn)行相關(guān)參雖優(yōu)化后.新的VSWR仿真結(jié)果如圖45右邊結(jié)果。«>QHM««<T”<eeoi>用45優(yōu)化前的VSWR計算結(jié)果和優(yōu)化右的VSWR計算結(jié)果若以VSWR<2.2為標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)化前的帶寬為1GHzq進(jìn)行

6、優(yōu)化后的帶寬5GHzQ后者的帶寬是前者的5倍以上,所以優(yōu)化效果非常明顯后者耦合腔將作為本文研兗的主耦合腔。4.4模型A和模型B的比較模型A的匹配性能明顯好F模型B的匹配性能。模型A帶寬較寬而模型B帶寬較窄，且模型13只適合在低頻段應(yīng)用工程應(yīng)用管子中，也主耍應(yīng)用模型A。所以在i殳汁中應(yīng)優(yōu)先考慮便用過渡耦合腔腰形槽在靠近短路塊-側(cè)的模型由I4.5過渡耦合腔腰形槽角度對SWR影響我們在主耦合腔基礎(chǔ)h.選擇模型A添加1個過渡耦合腔進(jìn)行仿真設(shè)計。過渡耦合腔腰形槽張角tangle=94.95、96、97.98.99度時端LI1處的SWR.計算結(jié)果如圖47所示.圖47耦合腔腰形櫓張角改變時SWR計算結(jié)果半過

7、渡耦介腔腰形槽張和tangle變化時.對不同的頻率電磁波匹配影響不一定相同-即便是相同的頻率電磁波.腰形槽張角的變化趨勢一樣.但是腰形槽張角在不同的范用內(nèi)變化時.它對匹配的影響也不一定相同。一般來說.過渡耦介腔的腰形槽角度耍比主耦合腔的腰形槽耍略大一點.這樣岀來的駐波效果更加優(yōu)秀，在不改變行波管同步電壓基礎(chǔ)上，也可以滿足整管便用。從圖4-7中可以看出，肖腰形槽張角大于上耦合腔1()度以卜.時.過渡耦合腔腰形槽張角langle=97.98、99度SWR效果比較理想。4.6過渡耦合腔外側(cè)加載頭高度對SWR影響選擇模型A作為研丸.確定過渡耦合腔耦合槽角度后.我們乂對過渡耦合腔圖48耦合腔戯形櫓張角改變時SWR計算結(jié)果當(dāng)過渡耦介腔外側(cè)加載頭高度icphl變化時.村不同頻率的電磁波的影響不一定相同.即使是相同頻率的電磁波，外側(cè)加敦頭高度的變化趨勢一樣.但外側(cè)加我頭高度在不同的范禺內(nèi)變化時候.它對匹配的形