C波段多注速调管高频互作用系统及输入输出系统的设计及实现

摘要

速调管作为真空电子器件的一种，凭借着自身高功率、高增益、高效率、宽带宽等特点，在雷达导航、探测辐照、微波通信、电视广播、空间探测等领域都具有广泛的应用。随着速调管理论基础研究的发展，分布作用技术、输出腔加载滤波器技术、参差调谐技术等先进技术的应用，速调管正在向着更大功率、更宽带宽、更高稳定性方面发展，也在用技术指标的不断提高推动着这些行业前进。速调管根据电子注数目划分为单注速调管和多注速调管。多注速调管由于在降低电压、展宽带宽等方面的优势，这几年得到迅速发展和应用。
　　高频系统和输入输出系统作为多注速调管的重要组成部分，其结构和特性对整管的输出功率、效率、带宽和增益都有决定性的影响。本文结合实际制管需求，围绕着在200kW峰值功率电平上实现500MHz输出带宽的技术指标，开展了一系列的研究实验工作，并最终制作样管进行了测试。
　　本论文的主要工作：
　　以C波段基次模式的矩形谐振腔为研究对象，以HFSS三维电磁场仿真软件为工具，给出了工作模式的场分布、谐振频率及特性阻抗值，分析了谐振腔体积、电子数目、间隙距离、端头面积对谐振频率及特性阻抗值的影响，得出了C波段基次模式矩形谐振腔的最优结构。
　　依据C波段基次模式矩形谐振腔的优化规律，利用计算机模拟技术，分别对TM210和TM220模式的矩形谐振腔进行了结构尺寸设计。分析要实现的指标参数，结合现有工艺水平、研发周期，选定工作模式及谐振腔尺寸。
　　利用分布作用腔技术和滤波器加载技术，在计算机模拟的帮助下实现500MHz的输出带宽，并在氧化铍输出窗的保障下对200kW的微波能量进行输出。
　　运用小信号和大信号程序模拟确定谐振腔数目、谐振频率、品质因数等参数实现群聚带宽。
　　以设计和模拟结果指导制管，制成整管并测试，将测试结果和设计模拟值进行比较，验证设计的可行性和准确性。

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第一章 绪论

1.1引言

1.2速调管的基本功能和基本原理

1.3速调管的结构

1.4速调管的发展及现状

1.5速调管的应用

1.6速调管的未来发展趋势

1.7本论文的主要工作

1.8所用软件介绍

第二章 方案选择

2.1谐振腔的选择

2.2输出腔的选择

2.3滤波器的加载

2.4群聚带宽

2.5窗的选择

2.6方案总结

第三章 方案实现

3.1谐振腔的加工

3.2谐振腔的加载

3.3输出带宽的实现

3.4输出窗的实现

第四章 整管测试

4.1 基模速调管测试

4.2 高次模式速调管测试

第五章 结束语

致谢

参考文献