一种具有多个工作频段的行波速调管

摘要

微波毫米波电真空器件在国防和科学研究方面有着重要的地位，而速调管作为重要的电真空器件中的一员，主要应用于军事电子设备中。现代军事系统设备的快速发展对速调管的发展也提出了更高的要求。如在传统的速调管的设计实现中不断的拓宽其工作的频带，不断的寻求具有高功率容量的新结构。
　　由于工作在独立频段的军事设备容易使敌方跟踪到我方的工作频段，所以近年来跳频通信在军事领域中的作用越来越不可忽略，跳频通信是利用通信设备在不同工作频段来回转换，使敌方无法了解工作频带的跳变规律，从而对我方通信设备工作的频段无法了解来保护我方的信息使其不会被敌方截获。
　　一维光子晶体在一定的频带范围内具有滤波特性，即在其禁带内，相应频率的电磁波信号被完全截止，不能传输。对于一定结构的一维光子晶体，在我们通常所说的光子晶体的禁带以外，由于其传输系数可以达到最大值1，所以在这些频段内，信号可以无衰减的通过，而在另一些频段内由于传输系数接近于0，因此在这些频段内，输出信号也会接近于0。本文基于一维光子晶体的传输特性，将其加载于矩形波导上，作为速度调制腔，基于光子晶体可能具有多个通禁带，所以加载这种结构的行波速调管也可能工作在多个频段。
　　基于上述问题和理论，本文研究了一维光子晶体、行波速调管及光子晶体加载行波管速调管结构及其特性，主要内容如下:
　　1.研究一维光子晶体的结构及传输特性，对比不同结构的一维光子晶体在禁带外传输特性的迥异，从而选择出一种用于行波速调管的理想结构。
　　2.研究没有加载一维光子晶体的带状电子注行波速调管的结构和工作特性，研究其工作频带及初始条件对其工作性能的影响。
　　3.研究加载一维光子晶体的行波速调管的结构和性能，提出了一种可以使得行波速调管工作在不同频带的新结构，该结构利用了一维光子晶体特有的传输特性，使得加载了一维光子晶体的行波速调管可以工作在多个频段。
　　最后，对全文进行了总结，并对两种不同的结构进行了对比，并对今后的工作进行了展望。

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第一章 绪 论

1.1 速调管的发展

1.2 光子晶体的提出及发展史

1.3 光子晶体的结构及其应用

1.4 光子晶体加载行波速调管的国内外研究现状

1.5 本论文的主要工作

第二章 光子晶体加载矩形波导传输特性的研究

2.1 光子晶体加载矩形波导

2.2 矩形波导的传输特性

2.3一维光子晶体加载矩形波导的传输特性

2.4 本章小结

第三章 横向行波速调管注-波互作用研究

3.1 横向行波速调管注-波互作用模型

3.2 横向行波速调管电磁能量放大原理

3.3 横向行波速调管的注-波互作用

3.4 初始条件对注-波互作用的影响

3.5 本章小结

第四章 加载一维光子晶体的行波速调管

4.1 加载一维光子晶体的行波速调管

4.2 工作原理

4.3 加载一维光子晶体的行波速调管注-波互作用

4.4 初始条件对注-波互作用的影响

4.5本章小结

第五章 总结

致谢

参考文献

攻硕期间取得的研究成果