X波段前向波放大管冷特性研究

摘要

随着现代微波技术的快速发展，对微波器件的相位稳定度、工作频带、工作频率等指标都提出了越来越高的要求，对正交场放大管的研究要求也越来越迫切。由于工作电压低、频带宽、效率高、成本低、相位稳定性好等特点，正交场放大管已被广泛应用于国防军事工业。
　　本论文正是针对上述问题，以 X波段前向波放大管为主要的研究对象，在深入分析微波理论和技术原理的基础上，对双螺旋耦合翼片的冷特性进行了详尽的讨论和研究。本文设计了一种工作于 X波段的前向波放大管，它以双螺旋耦合翼片为慢波结构，以四级脊波导阻抗变换器为能量传输器。
　　双螺旋耦合翼片作为一种优选的慢波结构，它综合了螺旋线和翼片两种结构的优点，具有色散弱、耦合阻抗高、带宽宽、效率高、易于散热等优越的特性。文中首先对双螺旋耦合翼片进行了结构简析，讨论了各结构参数对色散特性和耦合阻抗的影响并对计算结果进行分析，指出这种计算结果可以满足 X波段前向波放大管的设计要求。然后利用电磁仿真软件CST对X波段前向波放大管的反射特性和传输特性进行仿真计算。第一步：计算了双螺旋耦合翼片慢波结构的特性阻抗，根据计算结果设计出了可用的四级脊波导阻抗变换器。第二步：由于圆形结构和直线型结构的相似性，建立了直线结构仿真模型进行了仿真计算，第三步：为了更加接近实际放大管，需要建立圆形结构的仿真模型，这就需要设计出了可用于实际制管的过渡区，经过大量模拟计算，我们设计出了一种新的高频隔断结构，高频隔断效果很好，可以作为圆形结构的过渡区，这样就建立了圆形结构仿真模型并进行了仿真计算。第四步：实际制管进行冷测验证，冷测结果接近模拟结果，可以满足制管的需要，为 X波段前向波放大器的研制和生产提供一些有价值的信息。最后对本研究设计的理论方法和设计结果进行总结，指出设计过程中存在的一些问题，以及设计的改进、拓展和进一步需要完成的工作。

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第一章 绪 论

1.1 CFA的简介

1.2 CST模拟软件介绍及应用

1.3 论文的主要工作及意义

1.3 小结

第二章 高频系统

2.1 概述

2.2 慢波结构的选择

2.3 小结

第三章 色散特性和耦合阻抗

3.1 螺旋耦合翼片的结构分析

3.2 慢波结构各参数对色散特性的影响

3.3 慢波结构各参数对耦合阻抗的影响

3.4 计算结果及分析

3.5 小结

第四章 反射特性和传输特性

4.1 定义与概念

4.2 慢波结构的特性阻抗

4.3 脊波导阻抗变换器

4.4 直线结构模型仿真计算

4.5 圆形结构模型仿真计算及测试结果

4.6 小结

第五章 结 论

5.1 主要工作和总结

5.2 存在的问题和改进

5.3 横向拓展与提高

5.4 小结

致谢

参考文献