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翼片加载螺旋线慢波结构特性研究

作　者: 张勇
导　师: 莫元龙
学　校: 电子科技大学
专　业: 物理电子学
关键词: 行波管螺旋线翼片色散特性耦合阻抗衰减常数
分类号: TP391.72
类　型: 硕士论文
年　份: 2002年
下　载: 68次
引　用: 2次
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内容摘要

在现代国民经济部门如通讯、雷达、航空航天等，以及现代化军事装备如雷达、干扰机等中，宽带大功率行波管的应用具有举足轻重、无可替代的作用。螺旋线是宽带行波管中一种重要的慢波结构，它具有结构简单、易于制造、良好的色散特性、较高的耦合阻抗等一系列优点。对它的研究有助于改善它的慢波性能，实现行波管的计算机辅助设计(CAD)，提高行波管的总体性能。本文利用场论求解的方法，采用螺旋导电面模型，将实际的螺旋线看成一个螺旋导电圆筒，圆筒上沿螺旋线前进的方向理想导电，而与其垂直的方向完全不导电，建立了翼片加载螺旋线慢波结构的导电面模型，得到了各区的场表达式。并进一步推导了实用的色散方程、耦合阻抗和衰减常数表达式。采用螺旋带模型，假设螺旋线由金属带绕成，在圆柱坐标下写出螺旋线内、外两区中场的一般展开式，然后从假定的螺带电流出发求出展开式中的幅值系数。推导出了相应的色散方程、耦合阻抗和衰减常数表达式。利用导出的方程，采用可视化技术，在Visual C++环境下，开发了螺旋慢波结构高频系统CAD软件：Helix，并成功的应用于行波管CAD集成环境软件包中。对实际行波管用螺旋慢波结构进行计算，并将色散关系、耦合阻抗、衰减常数的测量结果与导电面模型、螺旋带模型的计算结果进行了比较，得出了相同条件下，螺旋带模型优于导电面模型的结论。对螺旋带模型，分析了两种不同电流假设对色散特性的影响，并计算了不同夹持杆介电常数、不同管壳半径对色散特性的影响。采用行波法对翼片加载螺旋慢波结构的色散特性进行了冷测实验，测试结果验证了理论分析的可靠性。

全文目录

中文摘要  4-5
英文摘要  5-9
第一章绪论  9-18
  §1．1 引言  9-10
  §1．2 行波管的技术发展及现状  10-12
  §1．3 目前行波管的水平  12-13
  §1．4 螺旋线慢波结构研究的历史和现状  13-16
  §1．5 本论文的主要工作  16-18
第二章螺旋导电面模型理论  18-30
  §2．1 引言  18-19
  §2．2 模型介绍  19-21
  §2．3 色散关系  21-24
  §2．4 耦合阻抗  24-26
  §2．5 衰减常数  26-30
第三章螺旋带模型理论  30-42
  §3．1 引言  30
  §3．2 模型简介  30-33
  §3．3 色散关系  33-36
  §3．4 耦合阻抗  36-39
  §3．5 衰减常数  39-42
第四章螺旋慢波结构科学计算可视化研究及计算结果分析  42-55
  §4．1 引言  42-43
  §4．2 科学计算可视化  43-48
    §4．2．1 科学计算  43-44
    §4．2．2 科学计算可视化系统框架  44-46
    §4．2．3 程序流程  46-48
    §4．2．4 可视化结果  48
  §4．3 数值计算结果分析  48-55
    §4．3．1 色散特性  49-52
    §4．3．2 耦合阻抗  52-53
    §4．3．3 衰减常数  53-55
第五章螺旋线慢波系统色散特性的实验研究  55-62
  §5．1 引言  55
  §5．2 测量方法  55-57
  §5．3 实验结果与分析  57-62
第六章总结  62-64
参考文献  64-67
致谢  67

翼片加载螺旋线慢波结构特性研究

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