一、大功率微波管相位特性测量（论文文献综述）
李松柏,陈汝淑,刘盛纲[1]（1973）在《国外微波电子管及其应用的新进展》文中研究指明 一、微波管发展简况微波管自出现至今已有几十年的历史,在这期间获得很大的发展（见表1）。最初,微波管主要用于雷达设备和现形加速器,特别是二次大战末期,各中新型微波管
雷文强[2]（2003）在《宽带大功率行波管高频慢波系统CAD研究》文中提出现代电子战、超宽频带高功率相控阵雷达、强力干扰机、微波定向能武器等的快速发展对高功率微波源提出了更高的要求。宽频带高功率器件成为主要的研究对象。螺旋线行波管是一种集高增益、宽频带、高效率、大功率的微波／毫米波功率放大器，广泛应用于通信、雷达、电子对抗等现代军事电子装备中。 由于螺旋慢波系统的理论研究存在某些假设处理条件，许多加载结构又千变万化，国内外许多研究学者寻求使用计算机模拟方法对其进行研究，随着计算机软硬技术的发展，使得这一研究已经成为新的研究方向。然而计算机模拟的计算时间很长，也不容易掌握，国内一些学者提出了使用自主编制软件指导微波管设计的方法，于是微波管CAD技术成为新的研究方向。本论文正是在“微波管CAD技术”课题方向下的一项子课题，对行波管中的高频慢波系统进行了分析，提出了将计算机模拟、实验测试和解析理论相互结合的计算方法，并运用Microsoft Visual C++6.0软件编制进“宽带大功率行波管CAD集成环境”的高频计算模块中，对实际工程的应用和推广有一定的指导意义。 本论文的主要工作和创新在于： 一、在翼片有限厚度模型的基础上，根据扇形波导的场表达式，在翼片处参考了脊加载环板慢波结构的边界条件，运用场匹配方法，本文重新推导得到了扇形翼片加载螺旋慢波结构的色散特性方程。在色散特性方程的基础上，根据翼片的实际分布，推导得到了扇形翼片加载螺旋慢波结构的耦合阻抗方程和衰减常数方程。 二、在扇形翼片加载螺旋慢波结构高频特性方程求解方法的基础上，本文针对各种特殊翼片的实际分布，提出了一种翼片区域的等效处理方法，由此推导得到了一些在生产实际中广泛使用的特殊翼片的高频特性方程，如U型翼片、Y型翼片、齿型翼片和T型翼片，为特殊翼片加载的理论计算和行波管的实际设计生产提供了理论基础。 三、由于理论推导过程中存在一些假设条件，造成理论计算难免有一些误差，因此本文在MAFIA模拟计算结果基础上，提出一种根据模拟结果对理论计算结果进行修正的方法，将模拟计算的研究成果与解析理论的研究方法进行有机的结合，不仅提高了慢波特性的理论计算精度，也将模拟计算的结果甚至可以是实验测试数据固化到解析理论公式中，使得解析理论随着实践过程而不断完善，并将修正后的理论计算公式运用MicroS。ft Visua1C十十6.0软件编制进“宽带大功率行波管CAD集成环境”的高频计算模块中，便于工厂的实际推广使用。 四、比较有限积分法（F工T）与有限元（FEM）方法在高频腔模拟计算上的理论，并分别使用了MAFIA软件，ANSYS软件和HFSS软件对两类高频谐振腔进行了模拟计算，在计算精度和计算时间上进行了比较，证明了两种方法都可适用于高频计算的结论。 五、运用MAFIA软件对螺旋慢波高频结构进行模拟计算时，首次提出了运用CAD软件PROE生成全三维模型一螺旋线的过程，并将其STL文件导入到MAFIA软件中，为三维模拟计算打下了准确的模型基础，由此提高了三维模拟计算的计算精度。 六、提出了运用MAFIA软件对螺旋慢波系统的色散特性进行模拟计算的方法，首次在不同坐标系统和不同模拟方法下进行比较模拟得到的计算结果，并与实验测试值进行对比取得了较好的一致，证明了MAFIA软件提供的准周期边界条件方法可以用来进行慢波结构高频色散特性的模拟。在此基础上，提出了三种模拟计算螺旋慢波系统藕合阻抗的方法，并与实验结果作比较取得了较好的一致。 七、首次运用 MAFIA软件和HFSS软件对螺旋慢波系统的色散高频特性模拟计算的收敛性进行了验证，得到了在一定网格范围内计算结果逐步收敛的结论，说明在此基础上的计算结果是可靠的，可以用来指导实际行波管的设计，为国内开展慢波结构的模拟计算打下了坚实的基础。 八、运用MAF工A软件对祸合腔慢波系统的高频特性进行了模拟计算，运用谐振法对色散特性进行模拟，提出了两种模拟藕合腔慢波系统祸合阻抗的计算方法，将“冷腔”模拟结果导入到MAFIA粒子模拟模块对“热腔”中的注波互作用进行了定性分析。本章提出的模拟方法为软件模拟在藕合腔慢波系统的运用做了一些探索性的研究。电子科技大学博士论文 九、实验设计过程中加工了一段宽扇形翼片加载螺旋慢波系统，对这种慢波系统的色散特性运用谐振法进行了实验研究，实验结果与理论计算结果和模拟计算结果比较接近，证明了本文提出的翼片加载慢波结构的色散特性方程的求解方法是比较准确的，也同时证明了本文提出的模拟计算方法是准确的。
韩博[3]（2006）在《高效率螺旋线行波管慢波系统的研究》文中指出行波管是微波／毫米波电真空器件中最重要的器件之一，具有高功率、高增益、高效率、宽频带等优点，在通信、雷达、电子对抗等现代军事电子装备中得到了广泛应用。在行波管中，慢波系统是进行注波互作用实现能量交换的核心部件，它直接决定了行波管的性能。 本文应用数值模拟方法分析了不同形状、不同材料夹持杆对螺旋线慢波结构的影响，并对螺旋线慢波结构的色散与耦合阻抗进行了实验测量。数值模拟结果与实验结果基本相符，为高效率大信号理论分析提供了可靠的输入条件。应用一维大信号程序对变螺距螺旋线慢波结构进行分析与优化，大幅度地提高了注波互作用电子效率，对空间行波管的设计有着极其重要的意义。本论文的主要工作如下： 一、采用基于有限积分法（FIT）的数值计算软件CST MWS和基于解析理论的CAD软件TWTCAD，研究了不同形状、不同材料以及不同几何尺寸的夹持杆对慢波结构冷测特性的影响。CST MWS和TWTCAD两种软件的计算结果有很好的一致性。 二、设计并加工了一段均匀螺距的慢波结构，采用行波法和金属丝非谐振微扰法分别测量其色散特性和耦合阻抗。实验测量、理论计算和软件模拟结果基本相符，证明本文所采用的计算方法是准确的，可以为注波互作用的大信号程序提供可靠的冷测输入参数。 三、慢波结构的性能直接决定了行波管的整体性能，因此对慢波结构的设计是至关重要的。为了提高螺旋线行波管慢波结构的输出功率和电子转换效率，使用一维大信号程序对慢波结构进行了分析。采用动态速度渐变的方法优化了Ku波段的螺旋线行波管的慢波结构，优化后的双渐变螺距螺旋线与均匀螺旋线相比，电子效率有大幅度的提高。这一结果与样管热测结果基本一致，是本文的主要创新点。
田艳艳[4]（2018）在《大功率行波管理论与实验研究》文中研究指明行波管作为传统的宽带器件在过去五十年中长期占据通信、雷达、电子战等功率放大市场,包括集中式发射机、一维多波束阵和二维无源相控阵体制的大量军用和民用系统。高功率、高频率、高效率、小型化是行波管发展的重要方向。近年来高频率行波管发展迅速,对生物、化学、物理、工程、天文学等领域的重要性逐渐显现,它的应用也逐渐渗透到社会经济以及国家安全的很多方面。国内近年来发展了一系列的18-50GHz大功率毫米波行波管:40GHz以下主要发展螺旋线慢波结构行波管,40GHz以上重点发展折叠波导慢波结构行波管。随着频率的升高,各种新型慢波结构行波管大量涌入,为电子真空器件向高频率甚至于太赫兹频段迈进奠定了非常好的基础。本学位论文围绕大功率高频率行波管的关键技术进行研究,主要创新点如下:1.研制了100W宽带K波段高效小型化行波管,然后通过功率合成技术实现了宽带K波段功率量级大于200W的目标。这是国内首次应用大功率宽带K波段功率合成技术,优点是速成、可靠性高。满足了通信、电磁兼容、电磁干扰系统对功率量级大于200W的宽带K波段连续波行波管需求。2.开展了宽带毫米波高效率分布设计技术、天线热稳定性技术、高效率收集极设计技术的研究,提高了宽带K波段行波管的输出功率和效率,研制成功了单管250W宽带K波段高效率小型化行波管,其输出功率大于250W,整管效率大于44%。研制成功的单管与国外同类型产品相比:体积减小一倍、输出功率增大100W、整管效率提高10%。3.提出了折叠V形槽波导慢波结构,适合工作在毫米波和太赫兹波段。并设计了94GHz折叠V形槽波导行波管和220GHz折叠V形槽波导行波管,它们都具有高频率、低损耗、大尺寸的特点。同时94GHz折叠V形槽波导行波管输出段采用两次相速负跳变提高了电子效率,拓展了工作带宽。针对94GHz折叠V形槽波导行波管工作参数,设计了一种双阳极结构电子枪。当电子注加载阴极电压16.95kV,阳极电压加载11.5kV时可以获得200mA电流,获得电子注注腰0.16mm,电子注射程15.7mm。4.提出了折叠矩形槽波导的变异结构,通过在直波导段加脊增强电场的方法而得到新型脊加载折叠矩形槽波导慢波结构。设计了340GHz脊加载折叠矩形槽波导行波管和适应这种新型慢波结构的传输波导结构以及整管中合适的衰减器结构。论文中设计的340GHz脊加载折叠矩形槽波导行波管增益在340GHz处,是26.99dB。340GHz脊加载折叠矩形槽波导行波管的3dB带宽范围是335GHz-342GHz,并且在340GHz处平均输出功率达到39W。本论文还对340GHz脊加载折叠矩形槽波导行波管进行了热学和力学分析以验证其可靠性。5.提出了折叠双脊槽波导慢波结构,这种结构能够拓展带宽,适合工作在太赫兹频段,具有高频率、宽频带、大功率等优点。论文据此设计了340GHz折叠双脊槽波导慢波结构行波管,拓宽了太赫兹波带宽。340GHz折叠双脊槽波导行波管输出功率在340GHz处可以达到65.8W。340GHz折叠双脊槽波导行波管的3dB带宽为335GHz-343GHz,增益在340GHz处,是27.21dB。论文还对340GHz折叠双脊槽波导行波管进行热仿真和力学分析以验证其高温环境下散热条件良好及其力学可靠性。
朱小芳[5]（2007）在《螺旋线慢波系统高频特性理论分析与数值模拟》文中研究说明螺旋线行波管是微波／毫米波电真空器件中最重要的器件之一，具有高功率、高增益、高效率、宽频带等优点，在通讯、雷达、电子对抗等现代军事电子装备中得到了广泛应用。螺旋线慢波系统的高频特性对行波管的工作带宽、增益、输出功率与效率等参数均有重要影响。因此，人们一方面不断提出改善行波管各种性能（带宽、效率、输出功率等）的新型结构形式，另一方面不断探索更为精准的理论分析与数值计算方法。本博士学位论文在“宽带大功率行波管CAD技术研究”项目的框架下，对螺旋线慢波系统的理论分析与数值计算方法进行了深入而细致的研究，研究成果（理论与程序）应用于“宽带大功率行波管CAD集成环境”的高频计算模块。主要工作和创新之处在于：1、针对无翼片和无限多翼片加载螺旋线慢波系统，建立了考虑螺旋带厚度、螺旋带宽度、螺旋带上面电流分布、任意数目任意形状夹持杆的螺旋带模型，通过场匹配法得到了系统的色散、耦合阻抗和衰减常数方程式；在该理论模型的基础上，根据螺旋带厚度对螺旋线慢波系统高频特性的影响，提出了一种基于螺旋带厚度调整的修正理论分析模型。利用该修正模型分析了管壳、翼片、夹持杆与螺旋带对慢波系统高频特性的影响，并对无翼片加载与无限多翼片加载的两个实际高频结构进行了计算，结果跟MAFIA模拟结果吻合甚好。最后，根据高频特性随螺距变化的规律，提出了线性插值法以高精度获取螺距渐变系统的高频参量。2、针对扇形翼片加载螺旋线慢波系统，建立了考虑螺旋带厚度、扇形翼片形状与尺寸的有限厚度翼片螺旋导电面模型，利用场匹配法得到了系统的色散、耦合阻抗与衰减常数方程式；利用该模型，分析了扇形翼片顶端半径与扇形翼片夹角对系统高频特性的影响，得到了符合物理意义的结论。最后对模型的计算精度进行了测试。3、针对T形翼片加载螺旋线慢波系统，建立了考虑螺旋带厚度、T形翼片形状与尺寸的有限厚度翼片螺旋导电面模型，利用场匹配法得到了系统的色散，耦合阻抗与衰减常数方程式；利用该模型，分析了T形翼片顶端半径与T形翼片粗端宽度对系统高频特性的影响。最后，对模型的计算精度进行了测试。4、深入研究了有限积分理论。直接从积分形式麦克斯韦方程组出发，通过空间离散与方程离散得到麦克斯韦网格方程组，由此得到任意结构的一般方程；深入分析了麦克斯韦网格方程组的代数特性，论证了其解的不确定性，并指出了一种可避免解不确定性的措施。最后，对确定的高频结构，为了得到唯一确定的电磁场解，对基于有限积分理论的电边界、磁边界以及周期结构的准周期边界的数值实现技术进行了研究。5、针对有限积分代数方程的性质、形成以及求解计算，展开了相关关键技术的研究。采用“行索引稀疏格式”压缩存贮技术节约内存，采用大型稀疏矩阵的模式乘法，提高矩阵计算效率，高效获得了离散电场分量满足的有限积分方程；针对有限积分特征方程的求解，论文介绍了大型稀疏矩阵Krylov子空间迭代方法，并提出了位移求逆Arnoldi算法，以排除非物理的静态电磁场解，获得指定频率附近的特征值。最后，利用大型稀疏矩阵特征求解函数库ARPACK，开发了基于位移求逆Arnoldi算法的有限积分数值计算程序。程序在只求一个本征模式的条件下，对简单电磁边界等对应实矩阵特征方程的高频结构，最大允许的网格数可达一百余万，对应实矩阵的维数超过三百万；对准周期边界等对应复矩阵特征方程的高频结构，最大允许的网格数约56万，基本满足行波管高频系统数值分析的需要。6、利用有限积分理论与自编数值计算程序，对矩形谐振腔，矩形波导，圆柱波导进行了模拟计算，获得了对应主波的谐振特性与色散特性，分析了计算结果随网格的收敛特性。计算结果跟同样条件（结构、网格、边界、相位）下MAFIA模拟结果吻合甚好，从而验证了有限积分理论、特征求解算法及程序的正确性与可靠性。7、利用有限积分理论与自编数值计算程序，对一无翼片加载螺旋线慢波系统与一扇形翼片加载螺旋线慢波系统的高频特性进行了模拟计算，分析了计算结果随网格的收敛特性，获得了其色散与阻抗特性。计算结果跟MAFIA模拟结果吻合甚好。
朱兆君[6]（2008）在《MPM用小型行波管CAD研究》文中进行了进一步梳理下一代雷达、通讯、电子战等系统,对微波功率器件的性能提出了新的挑战,如要求高的峰值和平均功率、极宽的频带、低的噪声、增益和相位的一致性等。同时,先进的机栽和空间武器系统对器件体积、重量、效率、寿命、可靠性等也提出了非常严格的要求。在这样的需求背景下,微波功率模块MPM（MicrowavePower Module）是于上世纪九十年代开始出现的一种新型微波功率器件。历经十余年的发展,MPM在国外已经比较成熟,现广泛应用于雷达、电子对抗、电子诱饵、相控阵列、空间通信等军事与民用领域。被称为“超级器件”的MPM,是由高压开关电源、固态功放和小型行波管组成。小型行波管处于MPM的输出末端,是整个模块的核心和关键部件,其性能直接决定了整个模块的性能。因此,研制MPM必须首先解决小型行波管的设计与制作问题。另外,小型行波管除用于MPM外,还可单独用在雷达、电子对抗、空间通讯等装置中,达到装备小型化的目的。小型行波管除了要求体积小以外,还要求工作电压低、效率高、工作频带宽等,完全靠传统的经验设计和理论分析已基本失效,必须更多的依赖现代CAD技术进行设计和研究。本论文主要对MPM用小型行波管各组成部件,进行理论分析和CAD研究,在此基础上实际制作并实验测试。本论文的主要工作包含以下几个方面的内容:一、设计出了2～6GHz MPM用小型行波管,实测边频带输出功率超过50W,中间频带输出功率超过100W,整管尺寸小于260ram×30mm×25mm。二、小型行波管高频特性方面的研究:①使用场匹配的方法对脊头支撑脊加载螺旋慢波系统的高频特性进行了理论分析,在螺旋导电面模型和有限翼片模型的基础上,提出了在脊头区域和夹持杆区域作扇形等效的处理方法,从而使求解过程更加简洁明了,在此基础上推导了色散方程、耦合阻抗和衰减常数的计算公式;②为了能将三维通用仿真软件用来计算螺旋慢波系统的高频特性,对CSTMicrowave Studio、Ansoft HFSS、CST Mafia三种电磁仿真软件进行了二次开发,编制了能计算不同类型慢波结构高频特性的宏程序模块,这比使用图形用户界面的方法更简洁,大大方便了行波管研制人员的使用;③利用三维仿真软件,对传统的微扰法测量慢波系统耦合阻抗所引入的假设和近似进行了定量的分析和讨论,第一个提出了直接采用耦合阻抗定义法的三维模拟仿真,使其成为低成本、高精度获取慢波系统耦合阻抗的工程实用方法;④对2～6GHz小型行波管慢波电路加工公差对高频特性和输出功率的影响进行了分析计算,为生产厂家在成品率和成本之间作出折中和有效控制工艺参数提供了参考。三、小型行波管注-波互作用方面的研究:①对注-波互作用进行了非线性理论分析,在考虑高次谐波作用的情况下,从新推导了田炳耕的非线性工作方程,在考虑电流和场在电子注截面横向分布的情况下,从新推导了瓦因斯坦的空间电荷场计算公式;②同时使用分别基于一维和两维非线性解析理论的大信号软件,对行波管的注.波互作用进行了计算,在此基础上设计出了两套2～6GHz小型行波管的加工方案,并对直流工作点、截断、集中衰减等对互作用的影响进行了分析;③采用粒子模拟PIC（Particle-In-Cell）软件MAGIC,编制了螺旋线行波管2.5维PIC代码,对注.波互作用的非线性物理过程进行了粒子模拟分析,并优化了管子的最佳化运行参数;④对行波管提高电子效率技术进行了研究,通过输出段采用正.负双跳变慢波结构,将一支8～11GHz行波管的电子效率提高了十个百分点;⑤对色散成型和谐波抑制技术进行了理论分析和模拟研究,通过重加载慢波结构形成反常色散,来对谐波进行了有效抑制,将2～6GHz小型行波管低端的二次谐波改善了6dB。四、小型行波管输能接头方面的研究:①要实现输能接头的良好匹配,就必须首先要知道慢波系统的特性阻抗,首次提出了“有效网络法”的概念,从这个角度推导了脊头支撑脊加载螺旋慢波系统的特性阻抗表达式;②从网络级联矩阵出发,从带双接头的螺旋慢波系统的整体S参数仿真中,推导出了单接头的S参数矩阵;③最后对一同轴到同轴的转换,进行了优化计算,设计出了同轴转换小型接头。五、小型行波管电子光学系统方面的研究:使用基于两维非线性解析理论的大信号软件,对电子枪、周期聚焦系统和多级降压收集极进行了设计。六、行波管冷、热测试的实验工作:①选择行波法和非谐振微扰法分别作为色散和耦合阻抗的测量方法,在此基础上搭建了行波管冷测系统,对两支不同类型的慢波结构样品进行了冷测实验;②装配了2～6GHz小型行波管多支样管,进行了热测实验;③装配了8～11GHz提高电子效率的行波管样管,进行了热测实验。
程均[7]（2020）在《太赫兹集成耦合慢波电路行波器件研究》文中指出处于微波波段和红外波段之间的太赫兹频段仍然是电磁波谱上利用最少的区域之一。目前,太赫兹技术已经成为了世界各国的研究热点,并因其具有广阔的研究前景而引起越来越多的关注。在一些应用中需要较高功率和低成本的太赫兹辐射源,但由于研究手段和加工技术的限制导致在该方面收效甚微,因此一些太赫兹应用的发展也遇到了瓶颈。本论文以太赫兹波段行波器件为选题,以具有耦合的慢波电路并联技术为主线,重点研究了慢波电路耦合并联技术在两类不同慢波结构行波器件上的功率及效率贡献。本论文的主要工作和创新点如下:一、讨论了具有耦合的慢波电路并联对行波器件效率影响。通过分别讨论空间电荷场影响效率的因素和并联后总空间电荷场与单电子注空间电荷场的关系,得出慢波电路并联后器件总效率的变化规律。同时,以上述理论为基础讨论了不同并联方式对并联慢波电路等效耦合阻抗的影响。为后续的太赫兹行波器件设计提供了理论参考。二、提出了670GHz耦合并联栅加载矩形波导返波振荡器。深入研究了单个及多个慢波结构并联的栅加载矩形波导慢波结构的高频特性。为该类返波管设计出合适的能量耦合结构,保证了返波管的稳定工作。在此基础上构建了工作在670GHz波段1-CSSWC、2-CSSWC及4-CSSWC栅加载矩形波导返波振荡器（nCSSWC表示n个慢波结构耦合并联）。计算结果显示,相比于1-CSSWC返波管,2-CSSWC返波管的输出功率提升了254%,电子效率为1-CSSWC的1.282倍;4-CSSWC返波管的输出功率提升了579%,电子效率为1-CSSWC的1.436倍。耦合并联的慢波结构的数目增加带来互作用效率的绝对提升,为将来研制宽带大功率太赫兹返波管奠定了基础。三、提出了1.04THz耦合并联交错双栅慢波结构行波管。讨论了交错双栅慢波结构并联耦合方式对色散特性的影响,并分析了单个及多个慢波结构并联的交错双栅慢波结构的高频特性。为该类行波管设计出了可以极大地减小反射系数的能量耦合系统,保证了行波管稳定工作。在此基础上构建了1.04THz 1-CSSWC、2-CSSWC及4-CSSWC带状注交错双栅行波管。计算结果显示,相比于1-CSSWC交错双栅行波管,2-CSSWC行波管的输出功率提升到174%,4-CSSWC行波管的输出功率提升到255%,且它们均能在较宽的频段内稳定工作。四、加工了W波段双注慢波电路并联耦合交错双栅行波管慢波电路。测试结果显示,所加工的两个慢波电路并联耦合交错双栅行波管慢波电路在88GHz-100GHz带宽范围内,驻波系数比小于1.2,S11和S21参数分别保持在-20dB以下和在-1.25dB以上,与仿真结果差距极小。该高频系统传输特性测试结果验证了所设计的能量耦合系统与慢波电路之间的契合性以及两个慢波电路并联交错双栅行波管高频系统仿真模型计算结果的正确性,为后续热测实验打下了基础。
舒国响[8]（2017）在《毫米波带状注行波管及扩展互作用振荡管高频系统研究》文中认为毫米波技术在5G通信、安检成像、雷达探测、电子对抗以及材料检测等军民领域具有巨大的应用前景。毫米波放大器/振荡器是毫米波技术的重要组成部分,具有重大的研究价值。作为毫米波源的解决方案之一,毫米波真空电子器件近年来获得了较为广泛的关注。国内外研究人员在毫米波低频段（30-100GHz）对真空电子器件展开了深入的研究,取得了较大的进展,初步具备了一些比较成熟的解决方案。为了进一步提高工作在毫米波低频段真空电子器件的整管性能,需要对一些新型的真空电子器件展开深入研究,比如带状注器件。在毫米波高频段（100-300GHz）,毫米波源仍然处于探索阶段,大功率小型化毫米波源目前比较匮乏,需要世界各国科研工作者的努力探索。基于真空电子器件在毫米波低频段和高频段的研究现状,本论文做了以下两个方面的工作:（1）在毫米波低频段,对Q波段（30-50GHz）带状注行波管的高频系统进行了深入研究,致力于整管性能的提升,以获取大功率紧凑型的毫米波放大器。（2）在毫米波高频段,对0.2THz的带状注扩展互作用振荡管进行了研究,提出利用赝火花带状电子注进行驱动,致力于为大功率小型化的毫米波太赫兹振荡源提供可能的解决方案。和传统圆形注行波管相比,带状注行波管具有大功率输出的特点;和回旋行波管相比,带状注行波管具有小型化的优点。因此,带状注行波管是一个具有巨大发展潜力的毫米波放大器。然而带状注行波管的研制目前尚未成熟,存在诸多的研制挑战和困难。对于带状注行波管的研究,本论文主要集中在高频系统方面,由本论文的第2-4章构成。第2章对带状注行波管的输入输出结构进行了研究,为带状注行波管提出了四种新型的输入输出耦合器:（1）L形分支波导耦合器及其变形结构;（2）Y形分支波导耦合器及其变形结构;（3）多分支波导耦合器;（4）单分支波导耦合器。以上结构主要是通过以下两种创新思路获得的:（a）将其它领域广泛应用的耦合器引入到带状注行波管中;（b）在传统结构的基础上,通过引入反射腔、对称谐振腔以及介质吸波材料等方式进行性能的改进。利用理论分析、模拟仿真和毫米波冷测等手段对以上几种结构进行了分析。和发表文献中的耦合器相比,以上几种耦合器不仅在电性能上得到了较大提升,比如超宽频带,而且在结构性能方面也得到了很大提高,比如大的电子注通道以及紧凑的结构。所提出的几种输入输出耦合器均能很好地用于带状注行波管的注波分离/汇合。第3章对带状注行波管慢波结构的带宽提升、效率提高以及稳定性进行了专题研究。对慢波结构的工作特性进行了深入的理论分析。提出采用双模工作的思路来提升工作带宽。PIC模拟结果表明:双模工作将工作带宽由9GHz扩展至15GHz。对高频系统进行了冷测实验,模拟结果和实验结果在趋势上吻合。对整管进行了热测实验,在两个模式对应的频点上均测到了输出功率,证实了双模工作的可行性。在传统交错栅慢波结构的基础上,提出了电子注通道曲线轮廓的改进结构。PIC模拟结果表明:输出功率、增益和效率分别提高了1kW、3dB和2%。另外,还对提升效率和增益的其它方法进行了研究,包括窄带高效和相位重匹配等方法。研究表明:这几种方法均能够很好地提高整管的效率和增益。对注波互作用的反射振荡和返波振荡进行了研究,并提出了相应的振荡抑制方案。提出了一种新型的介质衰减器,该衰减器能够有效抑制振荡的同时也大大降低了工程实现难度。低损介质材料,比如氧化铍、Al2O3陶瓷和蓝宝石,被广泛应用于带状注行波管的高频系统中。介质材料复介电常数的精确测量对于带状注行波管高频系统的设计具有很好的指导意义。在介质材料的测试中,低损介质材料的测试难度非常大,具有重大的研究价值。本论文研制了一套低损材料准光腔复介电常数测试系统。传统准光腔复介电常数测试系统,通常利用双孔耦合测传输的方法获取S21曲线。本论文提出利用单孔耦合测反射的方法获取S11曲线,从而简化了准光腔的耦合结构,利于加工和装配。为了验证该方案的可行性,对准光腔进行了深入的理论分析以及模拟仿真,设计了一个W波段的准光腔。基于研制的准光腔,搭建了一套复介电常数测试系统,对蓝宝石窗片材料进行了测试。本文测试结果和发表文献测试结果相吻合。对于0.2THz带状注扩展互作用振荡管的研究,主要是提出了一种新的创新思路,并对该思路进行了初步的探索研究。当工作频率提升至毫米波高频段乃至太赫兹波段时,电子注电流小、铜损大、加工装配难度大、电子注聚焦难度大等一系列问题将会变得更加严重。为了减小这些问题所带来的不利影响,本学位论文提出结合等离子体阴极电子枪（超高电流密度、离子通道聚焦）、带状电子注（大的电子注面积）以及扩展互作用振荡管（单位长度增益很大、注波互作用长度短、结构紧凑）的各自优势,形成优势互补,以期获得一个大功率小型化的毫米波太赫兹脉冲源。为了验证这个构思,本学位论文做了以下几个工作:（1）对等离子体阴极电子枪进行了实验研究,并对赝火花带状电子注的特性进行了初步研究;（2）优化设计了一个高频系统,并进行了加工和冷测,测试结果在趋势上和模拟结果基本吻合;（3）对整管进行了装配以及初步的热测实验,在热测实验时探测到了毫米波信号。
阳志新[9]（2020）在《Ka波段大功率折叠波导行波管研究》文中提出由于行波管把大功率和宽频带很好兼顾的特点在众多微波电真空器件中具有不可替代的地位。行波管从20世纪40年代被研制出来发展到现在已经能给出连续波千瓦级和脉冲兆瓦级的功率,它广泛应用于民用通讯卫星,医疗诊断和国防军事电子等众多领域。随着应用领域的不断扩展和应用环境的要求,大功率行波管成为了研究热点。本文主要研究了Ka波段大功率行波管,慢波结构分别采用了常规结构和过截止两种不同的设计方式,同时还设计了慢波结构匹配良好的传输系统。目标是在33-37GHz的频带内产生大于5kW的功率输出为以后更大输出功率的行波管提供理论基础和技术支撑。另外本文还针对影响行波管性能的离子噪声,开展离子噪声影响因素及抑制方法研究。本文的主要研究内容有:1、对慢波结构的高频特性理论进行了详细介绍,对慢波结构不同的尺寸参数对其色散特性和耦合阻抗的影响进行了细致分析,为确定慢波结构具体的尺寸参数提供了理论依据。2、利用FWGTWT软件进行注波互作用软件计算,得到在电压24750V,电流2.5A的工作条件下,在33-37GHz工作频段内整体输出功率大于5kW,频带内整体电子效率大于10%,增益大于37dB。最后利用CST软件在已知的设计结构上建立三维仿真模型进行整管的PIC粒子模拟,论证了此设计的正确性和可行性。3、对双曲圆弧过渡波导,衰减器,输能窗传输系统进行了设计仿真。仿真结果显示传输系统与折叠波导慢波结构匹配良好,性能优良。4、提出了一种新型的相速跳变过截止慢波结构方案,仿真结果显示在电压25400V,电流2.5A的工作条件下,可以在33-38GHz工作频段内整体输出功率大于5kW,并且靠近截止区域频点增益得到了抑制,减少了自激振荡的风险。与常规折叠波导慢波结构进行对比电子效率得到了提高,特别是带宽拓展了25%。5、采用二维粒子模拟软件OOPIC来分析离子噪声,以管内宏粒子数随时间的变化、电子的平均动能的波动频率和幅度作为离子噪声强弱的表征,通过对管内离子数量和电子平均动能随时间变化的深入分析,揭示出离子噪声与真空度、管子长度、聚焦磁场和收集级的关系,并提出抑制离子噪声的方案。
蔡军[10]（2006）在《W波段折叠波导慢波结构的研究》文中认为微型真空电子器件近期得到了蓬勃的发展，这种器件的小型互作用电路的研发也取得了另人瞩目的成果，已经成为当前真空电子学领域的研究热点。微型真空电子器件充分结合了微波真空电子器件的工作原理和微细加工的特点，既适合高频、大功率应用，能够适应宽广的温度范围和强辐射环境，又实现了微细加工技术高精度、低成本、高可重复性等优势，满足高频器件对加工十分苛刻的要求。折叠波导慢波结构是一种全金属结构，在高频应用中具有大功率、宽频带、便于微细加工等特点，微型折叠波导行波管可以作为一种毫米波、甚至亚毫米波小型辐射源。针对军事电子装备、雷达系统、通讯等应用的需求，W波段折叠波导行波管的研究对于该波段的这种新型器件的开拓有重要作用。 本论文以W波段折叠波导慢波结构为研究题目，研究目的在于为利用微细加工技术制造微型折叠波导行波管奠定理论和实际的基础，主要对W波段折叠波导慢波结构及相关技术进行理论分析、初步设计、数值模拟和初步实验探讨，论文的主要内容如下： 前言介绍了行波管的发展历史和目前真空电子器件主要发展趋势，对微型真空电子器件及场致发射阵列阴极的发展历史及其技术水平进行了详细、全面的论述。 对折叠波导慢波电路的理论进行了分析，推导了折叠波导慢波结构的两个重要冷特性参数—色散特性和耦合阻抗的公式；分别给出了U型弯曲和直角弯曲折叠波导慢波结构的等效电路分析方法；折叠波导行波管理论通过小信号理论分析，并且给出了通过小信号参量近似估算互作用效率的方法。 基于上述理论，使用MathWorks公司的计算软件MATLAB对W波段折叠波导慢波结构的冷参数特性进行了理论计算。计算主要包括了色散关系以及轴线耦合阻抗，其中色散特性结果显示，经过初步综合设计的W波段折叠波导慢波电路的冷带宽达到36.2％。全面总结了折叠波导慢波结构几何参数对冷特性参数的影响，这些规律对初步综合设计中几何参数的优化有重要的指导作用。本论文还对W波段折叠波导行波管小信号理论进行了计算，分析了增益参量、空间电荷参量和速度参量等小信号参量，给出了四十八个几何周期W波段折叠波导行波管小信号增益曲线，在中心频率增益为29.4dB，利用小信号参量估算互作用效率为4.58％。
二、大功率微波管相位特性测量（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、大功率微波管相位特性测量（论文提纲范文）
（2）宽带大功率行波管高频慢波系统CAD研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 行波管概述 |
| 1.2 螺旋类及耦合腔类慢波结构的研究现状 |
| 1.3 高频特性模拟的研究现状 |
| 1.4 微波管CAD集成环境的研究现状 |
| 1.5 本论文的主要工作与创新 |
| 1.6 整个学位论文的组织 |
| 第二章 特殊翼片加载螺旋慢波系统高频特性的理论分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 宽翼片加载模型 |
| 2.2.1 物理模型 |
| 2.2.2 色散特性 |
| 2.2.3 耦合阻抗 |
| 2.2.4 衰减常数 |
| 2.3 U型翼片加载模型 |
| 2.3.1 物理模型 |
| 2.3.2 色散特性 |
| 2.3.3 耦合阻抗 |
| 2.3.4 衰减常数 |
| 2.4 T型翼片加载模型 |
| 2.4.1 物理模型 |
| 2.4.2 色散特性 |
| 2.4.3 耦合阻抗 |
| 2.4.4 衰减常数 |
| 2.5 结论 |
| 第三章 FIT与FEM模拟高频特性的基本理论 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 有限积分法 |
| 3.3 有限元法 |
| 3.4 软件数值模拟及分析 |
| 3.5 结论 |
| 第四章 螺旋慢波系统高频特性的冷测模拟 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 色散特性模拟 |
| 4.2.1 模拟方法 |
| 4.2.2 螺旋慢波系统结构建模 |
| 4.2.3 模拟结果与讨论 |
| 4.3 模拟计算收敛性 |
| 4.3.1 圆形夹持方式 |
| 4.3.2 矩形夹持方式 |
| 4.3.3 宽翼片加载方式 |
| 4.3.4 模拟计算结果 |
| 4.4 耦合阻抗模拟 |
| 4.4.1 模拟方法 |
| 4.4.2 模拟结果与讨论 |
| 4.5 结论 |
| 第五章 螺旋慢波系统高频特性的CAD研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基本修正流程 |
| 5.3 高频模块计算流程 |
| 5.4 计算结果与分析 |
| 5.4.1 宽型翼片加载 |
| 5.4.2 U型翼片加载 |
| 5.4.3 Y型翼片与齿型翼片加载 |
| 5.4.4 T型翼片加载 |
| 5.5 结论 |
| 第六章 耦合腔慢波系统高频特性的软件模拟 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 耦合腔结构模型 |
| 6.3 模拟方法 |
| 6.3.1 色散特性 |
| 6.3.2 耦合阻抗 |
| 6.3.3 衰减常数 |
| 6.3.4 注波互作用 |
| 6.4 模拟结果与分析 |
| 6.4.1 色散特性 |
| 6.4.2 耦合阻抗 |
| 6.4.3 衰减常数 |
| 6.4.4 注波互作用 |
| 6.5 结论 |
| 第七章 高频慢波系统的冷测实验研究 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 色散特性的测量原理 |
| 7.2.1 谐振法 |
| 7.2.2 行波法 |
| 7.3 耦合阻抗的测量原理 |
| 7.4 测量系统与仪器 |
| 7.5 结果比较与分析 |
| 7.6 结论 |
| 第八章 结束语 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者在攻读博士学位期间发表的主要论文 |
（3）高效率螺旋线行波管慢波系统的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 微波真空电子器件概述 |
| 1.1.1 微波真空电子器件的发展历史与现状 |
| 1.1.2 微波真空电子器件未来的发展 |
| 1.2 行波管概述 |
| 1.2.1 行波管的发展历史 |
| 1.2.2 行波管的基本结构 |
| 1.3 螺旋线行波管的研究现状 |
| 1.3.1 螺旋线慢波结构的物理模型 |
| 1.3.2 行波管非线性互作用的理论 |
| 1.4 计算机软件模拟对行波管的研究 |
| 1.4.1 高频特性模拟的研究现状 |
| 1.4.2 微波管CAD集成环境的研究现状 |
| 1.5 本论文的主要内容 |
| 1.6 整个学位论文的组织 |
| 第二章 有限积分法(FIT)模拟高频特性的基本理论 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 常用数值计算方法 |
| 2.2.1 有限元算法 |
| 2.2.2 有限差分算法 |
| 2.2.3 有限积分算法 |
| 2.3 有限积分法 |
| 2.4 小结 |
| 第三章 使用计算机软件模拟仿真螺旋线慢波结构的方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 模拟软件简介 |
| 3.2.1 CST MWS与MAFIA的比较 |
| 3.2.2 “宽带大功率行波管CAD集成环境”(TWTCAD) |
| 3.3 使用CST MWS的模拟方法 |
| 3.3.1 色散特性 |
| 3.3.2 耦合阻抗 |
| 3.4 使用TWTCAD的计算方法 |
| 3.5 模拟计算结果与分析 |
| 3.5.1 结构建模 |
| 3.5.2 结果分析与比较 |
| 3.6 小结 |
| 第四章 螺旋线慢波结构夹持杆参数变化对冷测特性的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 等效介电常数的计算 |
| 4.2.1 矩形夹持杆 |
| 4.2.2 扇形夹持杆 |
| 4.2.3 T形夹持杆 |
| 4.3 矩形夹持杆宽度变化对冷测特性的影响 |
| 4.3.1 色散特性 |
| 4.3.2 耦合阻抗 |
| 4.4 扇形夹持杆角度变化对冷测特性的影响 |
| 4.4.1 色散特性 |
| 4.4.2 耦合阻抗 |
| 4.5 T形夹持杆几何参数变化对冷测特性的影响 |
| 4.5.1 窄端宽度对冷测特性的影响 |
| 4.5.1.1 色散特性 |
| 4.5.1.2 耦合阻抗 |
| 4.5.2 窄端高度对冷测特性的影响 |
| 4.5.2.1 色散特性 |
| 4.5.2.2 耦合阻抗 |
| 4.6 夹持杆介电常数变化对冷测特性的影响 |
| 4.6.1 色散特性 |
| 4.6.2 耦合阻抗 |
| 4.7 小结 |
| 第五章 螺旋线慢波结构高频特性的冷测实验研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 色散特性的测量原理 |
| 5.2.1 行波法 |
| 5.2.2 谐振法 |
| 5.3 耦合阻抗的测量原理 |
| 5.3.1 介质杆非谐振微扰法 |
| 5.3.2 金属丝非谐振微扰法 |
| 5.4 测量系统与仪器 |
| 5.4.1 色散特性 |
| 5.4.2 耦合阻抗 |
| 5.5 结果比较 |
| 5.5.1 色散特性 |
| 5.5.2 耦合阻抗 |
| 5.6 误差分析 |
| 5.7 小结 |
| 第六章 高效率螺旋线慢波结构的初步研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 非线性注波互作用 |
| 6.2.1 非线性注波互作用概述 |
| 6.2.2 一维非线性互作用模拟的物理模型和基本思想 |
| 6.2.2.1 场方程 |
| 6.2.2.2 运动方程 |
| 6.2.2.3 空间电荷场 |
| 6.2.2.4 耦合阻抗和空间电荷降低因子 |
| 6.2.2.5 初值条件 |
| 6.2.2.6 输出参量 |
| 6.3 螺旋线行波管慢波结构输出特性的非线性互作用分析 |
| 6.3.1 提高行波管效率的方法 |
| 6.3.1.1 速度再同步法 |
| 6.3.1.2 降压收集极回收能量法 |
| 6.3.2 动态速度渐变 |
| 6.3.3 高效率螺旋线行波管慢波结构的设计思路 |
| 6.3.4 相速增加段对输出功率与电子效率的影响 |
| 6.3.5 对实际慢波结构的优化设计 |
| 6.4 小结 |
| 第七章 结束语 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表论文情况 |
| 致谢 |
（4）大功率行波管理论与实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 行波管工作原理 |
| 1.2.1 行波管的主要特性 |
| 1.2.2 行波管的副特性 |
| 1.3 大功率行波管的发展史 |
| 1.3.1 大功率螺旋线慢波结构行波管发展现状 |
| 1.3.2 全金属结构行波管发展现状 |
| 1.4 本论文选题依据 |
| 1.5 本论文的结构安排 |
| 1.6 本论文创新点 |
| 第二章 100W宽带K波段高效小型化行波管及功率合成技术 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 宽带K波段100W高效小型化行波管设计 |
| 2.2.1 高频慢波结构设计 |
| 2.2.2 高效率小型化收集极设计 |
| 2.2.3 宽带K波段高效小型化行波管测试 |
| 2.3 相位一致100W宽带K波段高效小型化行波管 |
| 2.4 功率合成器魔T |
| 2.5 信号功分器 |
| 2.6 宽带K波段200W功率合成 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 250W宽带K波段高效率小型化行波管研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 螺旋线慢波结构高频特性及损耗特性 |
| 3.3 螺旋线慢波结构行波管传输特性分析 |
| 3.4 行波管电子光学系统设计 |
| 3.5 高效率收集极设计 |
| 3.6 单管行波管热测 |
| 3.7 宽带K波段250W高效率小型化行波管副特性研究 |
| 3.8 本章小结 |
| 第四章 大功率折叠V形槽波导行波管研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 折叠V形槽波导慢波结构高频特性研究 |
| 4.3 折叠V形槽波导的输入/输出传输波导 |
| 4.4 折叠V形槽波导行波管注波互作用分析 |
| 4.5 圆形电子注电子枪设计 |
| 4.6 折叠V形槽波导220GHz行波管研究 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 脊加载折叠矩形槽波导行波管研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 脊加载折叠矩形槽波导高频特性研究 |
| 5.3 脊加载折叠矩形槽波导衰减器设计 |
| 5.4 脊加载折叠矩形槽波导过渡波导传输特性研究 |
| 5.5 脊加载折叠矩形槽波导行波管注波互作用分析 |
| 5.6 脊加载折叠矩形槽波导行波管热分析 |
| 5.7 脊加载折叠矩形槽波导行波管力学可靠性分析 |
| 5.8 本章小结 |
| 第六章 折叠双脊槽波导行波管研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 折叠双脊槽波导慢波结构高频特性研究 |
| 6.3 折叠双脊槽波导行波管传输特性研究 |
| 6.4 折叠双脊槽波导行波管注波互作用分析 |
| 6.5 折叠双脊槽波导行波管热分析 |
| 6.6 折叠双脊槽波导行波管力学可靠性分析 |
| 6.7 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
（5）螺旋线慢波系统高频特性理论分析与数值模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 行波管概述 |
| 1.1.1 微波管发展概况 |
| 1.1.2 行波管发展概况 |
| 1.1.3 行波管的典型结构与工作原理 |
| 1.2 微波管CAD技术的研究现状 |
| 1.3 螺旋线慢波系统的理论分析 |
| 1.3.1 螺旋导电面模型 |
| 1.3.2 螺旋带模型 |
| 1.3.3 介质与翼片加载 |
| 1.4 螺旋线慢波系统的三维有限积分理论 |
| 1.5 论文的主要工作和创新 |
| 1.6 整个学位论文的组织 |
| 第二章 无翼片和无限多翼片加载螺旋线慢波系统理论分析 |
| 2.1 物理模型 |
| 2.2 理论分析 |
| 2.2.1 色散特性 |
| 2.2.2 耦合阻抗 |
| 2.2.3 衰减常数 |
| 2.3 修正理论分析 |
| 2.4 数值分析 |
| 2.4.1 定性试验 |
| 2.4.2 精度测试 |
| 2.4.3 不同螺距螺旋慢波系统高频特性分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 扇形翼片加载螺旋线慢波系统理论分析 |
| 3.1 物理模型 |
| 3.1.1 均匀介质区场表达式的确定 |
| 3.1.2 翼片区场表达式的确定 |
| 3.2 理论分析 |
| 3.2.1 色散特性 |
| 3.2.2 耦合阻抗 |
| 3.2.3 衰减常数 |
| 3.3 数值仿真 |
| 3.3.1 定性试验 |
| 3.3.2 精度测试 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 T形翼片加载螺旋线慢波系统理论分析 |
| 4.1 物理模型 |
| 4.1.1 均匀介质区场表达式的确定 |
| 4.1.2 翼片区场表达式的确定 |
| 4.2 理论分析 |
| 4.2.1 色散特性 |
| 4.2.2 耦合阻抗 |
| 4.2.3 衰减常数 |
| 4.3 数值仿真 |
| 4.3.1 定性试验 |
| 4.3.2 精度测试 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 三维电磁场有限积分理论研究 |
| 5.1 有限积分法 |
| 5.1.1 场域离散 |
| 5.1.2 麦克斯韦方程组离散 |
| 5.2 电磁场特征方程解的不确定性 |
| 5.2.1 电磁场特征方程解的不确定性分析 |
| 5.2.2 电磁场特征方程物理模式的确定 |
| 5.3 边界条件 |
| 5.3.1 理想电边界与磁边界 |
| 5.3.2 准周期边界 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 麦克斯韦特征方程求解算法设计 |
| 6.1 特征算子代数性质分析 |
| 6.2 大型稀疏矩阵的压缩存贮 |
| 6.3 大型稀疏矩阵的高效运算 |
| 6.4 大型稀疏矩阵特征求解 |
| 6.4.1 特征值问题 |
| 6.4.2 关于空间的几个基本概念 |
| 6.4.3 子空间迭代方法 |
| 6.5 特征求解算法设计 |
| 6.5.1 Arnoldi子空间迭代法 |
| 6.5.2 位移求逆技术 |
| 6.5.3 QMR子空间迭代 |
| 6.5.4 位移求逆Arnoldi算法 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 螺旋线慢波系统的三维有限积分数值分析 |
| 7.1 矩形谐振腔的三维有限积分分析 |
| 7.1.1 理论分析 |
| 7.1.2 数值试验 |
| 7.2 矩形波导的三维有限积分分析 |
| 7.2.1 理论分析 |
| 7.2.2 数值试验 |
| 7.3 圆柱波导的三维有限积分分析 |
| 7.3.1 理论分析 |
| 7.3.2 数值试验 |
| 7.4 螺旋线慢波系统的三维有限积分分析 |
| 7.4.1 夹持杆与螺旋线对系统特性的影响 |
| 7.4.2 无翼片加载螺旋线慢波系统高频特性分析 |
| 7.4.3 扇形翼片加载螺旋线慢波系统高频特性分析 |
| 7.5 本章小结 |
| 第八章 全文总结 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻博期间取得的研究成果 |
（6）MPM用小型行波管CAD研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 微波功率模块 |
| 1.1.1 MPM的发展概况 |
| 1.1.2 MPM的现有水平及难点 |
| 1.1.3 MPM的应用 |
| 1.2 小型行波管TWT |
| 1.2.1 引言 |
| 1.2.2 高频特性 |
| 1.2.3 注-波互作用 |
| 1.2.4 电子光学系统 |
| 1.2.5 小型行波管的关键技术 |
| 1.3 本学位论文的主要工作与创新 |
| 1.4 整个学位论文的组织 |
| 第二章 高频特性研究 |
| 2.1 脊头支撑脊加载螺旋慢波系统高频特性的理论分析 |
| 2.1.1 物理模型 |
| 2.1.2 色散方程 |
| 2.1.3 耦合阻抗 |
| 2.1.4 衰减常数 |
| 2.1.5 结论 |
| 2.2 螺旋慢波系统高频特性的模拟仿真 |
| 2.2.1 三维仿真软件简介及其宏开发 |
| 2.2.2 色散特性模拟 |
| 2.2.3 耦合阻抗模拟 |
| 2.2.4 衰减常数模拟 |
| 2.2.5 结论 |
| 2.3 微扰试验法测试螺旋线行波管耦合阻抗的讨论 |
| 2.3.1 引言 |
| 2.3.2 微扰试验法的理论描述 |
| 2.3.3 微扰试验法的讨论和分析 |
| 2.3.4 结论 |
| 2.4 螺旋慢波电路的容差分析 |
| 2.4.1 引言 |
| 2.4.2 理论简介 |
| 2.4.3 计算结果和讨论 |
| 2.4.4 结论 |
| 第三章 注-波互作用研究 |
| 3.1 注-波互作用的理论分析 |
| 3.1.1 考虑高次谐波的田炳耕非线性工作方程 |
| 3.1.2 考虑电子注及场横向分布的瓦因斯坦空间电荷场计算 |
| 3.2 注-波互作用的计算 |
| 3.3 注-波互作用的粒子模拟 |
| 3.3.1 引言 |
| 3.3.2 粒子模拟方法简介 |
| 3.3.3 粒子模拟过程及其优化 |
| 3.3.4 结论 |
| 3.4 提高注-波互作用效率的模拟研究 |
| 3.4.1 引言 |
| 3.4.2 模拟仿真的理论基础 |
| 3.4.3 模拟研究和结果分析 |
| 3.4.4 结论 |
| 3.5 谐波抑制技术的模拟研究 |
| 3.5.1 引言 |
| 3.5.2 色散成型及谐波抑制的理论基础 |
| 3.5.3 模拟计算和分析 |
| 3.5.4 结论 |
| 第四章 输能接头研究 |
| 4.1 脊头支撑脊加载螺旋慢波系统的特性阻抗计算 |
| 4.2 单接头S参数提取 |
| 4.3 同轴接头转换 |
| 第五章 电子光学系统设计 |
| 5.1 电子枪设计 |
| 5.2 周期永磁聚焦系统设计 |
| 5.3 多级降压收集极设计 |
| 第六章 冷热测试验研究 |
| 6.1 冷测试验研究 |
| 6.2 2～6GHz MPM用小型行波管热测试验 |
| 6.3 8～11GHz提高电子效率行波管热测试验 |
| 第七章 结束语 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 个人简历 |
| 作者在攻读博士期间发表的主要论文 |
（7）太赫兹集成耦合慢波电路行波器件研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 太赫兹技术简介 |
| 1.2 研究并联耦合行波器件的意义 |
| 1.3 国内外太赫兹波段高功率真空器件研究历史及现状 |
| 1.3.1 过模微波管 |
| 1.3.2 多电子注微波真空器件 |
| 1.4 本论文的主要工作与创新 |
| 1.4.1 本论文的主要研究工作 |
| 1.4.2 本论文的主要创新 |
| 1.5 本论文的结构安排 |
| 第二章 集成耦合慢波电路理论分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 并联慢波电路效率的理论讨论 |
| 2.2.1 空间电荷场与群聚电子束交流电荷密度的相位关系 |
| 2.2.2 空间电荷场对总的互作用电场相位的影响 |
| 2.2.3 空间电荷场对行波器件效率的影响 |
| 2.2.4 并联慢波电路中的空间电荷场 |
| 2.3 并联慢波电路等效耦合阻抗与纵向电场分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 670 GHz耦合并联栅加载矩形波导慢波电路返波管研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 栅加载矩形波导慢波结构的设计 |
| 3.2.1 结构参数的确定 |
| 3.2.2 并联耦合栅加载矩形波导慢波结构高频特性研究 |
| 3.3 高频能量耦合系统的设计 |
| 3.3.1 单个慢波电路能量耦合结构的设计 |
| 3.3.2 并联耦合慢波电路输入输出结构的设计 |
| 3.4 注-波互作用效果研究 |
| 3.4.1 1-CSSWC栅加载矩形波导返波管特性研究 |
| 3.4.2 2-CSSWC栅加载矩形波导返波管功率特性研究 |
| 3.4.3 4-CSSWC栅加载矩形波导返波管输出特性研究 |
| 3.4.4 耦合并联栅加载矩形波导返波管输出功率及效率研究 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 1040 GHz耦合并联交错双栅慢波结构行波管研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 交错双栅行波管慢波结构 |
| 4.2.1 单个交错双栅慢波结构高频特性 |
| 4.2.2 耦合并联交错双栅慢波电路高频特性研究 |
| 4.3 能量耦合系统 |
| 4.3.1 单个慢波电路过渡结构的设计 |
| 4.3.2 耦合并联慢波电路能量耦合系统设计 |
| 4.4 交错双栅行波管注-波互作用分析 |
| 4.4.1 带状注交错双栅行波管特性研究 |
| 4.4.2 2-CSSWC交错双栅行波管特性研究 |
| 4.4.3 4-CSSWC交错双栅行波管热特性研究 |
| 4.4.4 耦合并联交错双栅行波管工作性能联合分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 W波段双注并联耦合交错双栅慢波电路系统实验研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 W波段交错双栅慢波结构设计 |
| 5.2.1 单个慢波结构参数的确定 |
| 5.2.2 2-CSSWC交错双栅慢波结构参数确定 |
| 5.3 输入输出耦合器的设计 |
| 5.4 高频系统结构加工 |
| 5.5高频系统的测试实验 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 全文总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
（8）毫米波带状注行波管及扩展互作用振荡管高频系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 论文课题研究意义 |
| 1.1.1 毫米波的特点及应用 |
| 1.1.2 毫米波真空电子器件 |
| 1.2 毫米波带状注真空电子器件的国内外研究现状 |
| 1.2.1 带状电子注的介绍 |
| 1.2.2 毫米波带状注行波管 |
| 1.2.3 毫米波带状注扩展互作用器件 |
| 1.3 毫米波赝火花电子注真空电子器件的国内外研究现状 |
| 1.3.1 等离子体阴极电子枪 |
| 1.3.2 赝火花电子注微波管 |
| 1.4 本学位论文的工作内容与创新点 |
| 1.4.1 本学位论文的工作内容 |
| 1.4.2 本学位论文的创新点 |
| 第二章 Q波段带状注行波管输入输出结构的研究 |
| 2.1 输入输出结构的介绍 |
| 2.2 输入输出耦合器的研究 |
| 2.2.1 输入输出耦合器的作用及设计目标 |
| 2.2.2 传统输入输出耦合器的分析 |
| 2.2.3 新型输入输出耦合器的设计及毫米波测试 |
| 2.2.4 各种输入输出耦合器的对比分析 |
| 2.3 输入输出窗的研究 |
| 2.3.1 输入输出窗的作用及其设计目标 |
| 2.3.2 输入输出窗的设计 |
| 2.3.3 输入输出窗的毫米波测试 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 Q波段带状注行波管慢波结构的研究 |
| 3.1 慢波结构的介绍 |
| 3.1.1 慢波结构的理论分析 |
| 3.1.2 慢波结构的设计目标 |
| 3.2 提高工作带宽的研究 |
| 3.2.1 研究意义及提高方法 |
| 3.2.2 结构类型选取及参数优化法 |
| 3.2.3 双模工作法 |
| 3.2.4 毫米波冷测和热测实验验证 |
| 3.3 效率和增益提高的研究 |
| 3.3.1 研究意义和提高方法 |
| 3.3.2 窄带高效法 |
| 3.3.3 通道轮廓改进法 |
| 3.3.4 相位重匹配法 |
| 3.4 振荡抑制的研究 |
| 3.4.1 新型介质衰减器 |
| 3.4.2 反射振荡分析及抑制 |
| 3.4.3 返波振荡分析及抑制 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 高频系统低损介质材料复介电常数测试系统 |
| 4.1 研究意义及测试方法简介 |
| 4.2 平凹腔的研制 |
| 4.2.1 理论分析 |
| 4.2.2 设计及优化 |
| 4.2.3 加工装配 |
| 4.3 系统搭建与窗片材料测试 |
| 4.3.1 测试原理 |
| 4.3.2 测试系统的搭建 |
| 4.3.3 窗片材料蓝宝石测试 |
| 4.3.4 测试结果及分析讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 0.2 THZ赝火花带状电子注扩展互作用振荡管 |
| 5.1 研究意义及创新思路 |
| 5.1.1 研究意义 |
| 5.1.2 创新思路 |
| 5.2 等离子体阴极电子枪 |
| 5.2.1 赝火花放电 |
| 5.2.2 赝火花带状电子注 |
| 5.2.3 赝火花放电实验 |
| 5.3 高频系统的研究和设计 |
| 5.3.1 传统结构的分析与改进 |
| 5.3.2 高频系统的设计目标 |
| 5.3.3 高频系统的设计 |
| 5.3.4 加工和测试 |
| 5.4 扩展互作用振荡管的组装和测试 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结和展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
（9）Ka波段大功率折叠波导行波管研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 课题研究意义 |
| 1.2.1 毫米波简介 |
| 1.2.2 行波管概述 |
| 1.2.3 大功率行波管研究价值 |
| 1.3 国内外发展趋势和研究现状 |
| 1.4 本论文的结构组织 |
| 第二章 折叠波导行波管慢波结构理论 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 行波管技术指标 |
| 2.3 慢波结构高频特性 |
| 2.4 折叠波导慢波结构描述 |
| 2.5 高频特性分析 |
| 2.6 小结 |
| 第三章 折叠波导行波管注波互作用分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 注波互作用软件FWGTWT简介 |
| 3.3 慢波结构参数确定及注波互作用结果 |
| 3.4 注波互作用分析的粒子模拟验证 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 传输系统设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 过渡波导设计 |
| 4.3 衰减器设计 |
| 4.4 输能窗设计 |
| 4.5 小结 |
| 第五章 过截止慢波结构方案设计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 过截止慢波结构设计 |
| 5.3 过截止慢波结构高频特性分析 |
| 5.4 过截止慢波结构注波互作用分析 |
| 5.5 过截止结构和常规结构对比分析 |
| 5.6 小结 |
| 第六章 行波管离子噪声研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 输出信号相位理论分析 |
| 6.3 计算模型的建立 |
| 6.4 离子噪声的模拟 |
| 6.5 离子噪声影响因素分析 |
| 6.5.1 背景气体压强对离子噪声的影响 |
| 6.5.2 管长对离子噪声的影响 |
| 6.5.3 磁场强度对离子噪声的影响 |
| 6.5.4 模拟收集级对离子噪声的影响 |
| 6.6 小结 |
| 第七章 总结 |
| 7.1 论文总结 |
| 7.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
（10）W波段折叠波导慢波结构的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 前言 |
| 1.1 背景 |
| 1.1.1 行波管的发展历史 |
| 1.1.2 微波真空电子器件与高频固态器件的性能比较 |
| 1.1.3 微波真空电子器件的复兴 |
| 1.2 微波真空电子器件的发展趋势 |
| 1.2.1 传统微波真空电子器件的性能改进 |
| 1.2.2 高功率微波源的发展 |
| 1.2.3 场致发射阵列阴极和微型真空电子器件的发展 |
| 1.2.3.1 场致发射阵列阴极 |
| 1.2.3.2 微型真空电子器件 |
| 1.3 W波段微型折叠波导行波管 |
| 1.3.1 W波段研究意义 |
| 1.3.2 折叠波导慢波结构 |
| 1.4 论文的研究内容和研究方法 |
| 1.4.1 论文的研究内容 |
| 1.4.2 论文的研究方法 |
| 第2章 折叠波导慢波结构理论和小信号理论分析 |
| 2.1 折叠波导慢波结构理论分析 |
| 2.2 折叠波导慢波结构等效电路法分析 |
| 2.1.1 直角弯曲与U型弯曲折叠波导慢波结构 |
| 2.2.2 U型弯曲折叠波导慢波结构等效电路法分析 |
| 2.2.3 直角弯曲折叠波导慢波结构等效电路法分析 |
| 2.3 折叠波导行波管耦合结构 |
| 2.4 行波管小信号理论 |
| 2.4.1 行波管特征方程 |
| 2.4.2 行波管小信号增益 |
| 2.4.3 利用小信号参量对互作用效率的估算 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 W波段折叠波导慢波结构综合设计与理论计算 |
| 3.1 W波段折叠波导慢波结构综合设计 |
| 3.2 W波段折叠波导慢波结构理论计算 |
| 3.2.1 冷特性参数理论计算 |
| 3.2.2 等效电路法理论计算 |
| 3.2.3 几何尺寸对冷特性参数影响的分析 |
| 3.3 W波段折叠波导行波管小信号理论计算 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 W波段折叠波导慢波结构特性及三维互作用数值模拟 |
| 4.1 大型电磁软件概述 |
| 4.2 利用MAFIA模拟W波段折叠波导慢波结构的冷特性参数 |
| 4.2.1 利用MAFIA模拟色散特性 |
| 4.2.2 折叠波导慢波结构的色散特性的测试 |
| 4.2.3 利用MAFIA模拟耦合阻抗 |
| 4.3 利用MAFIA模拟W波段折叠波导行波管耦合结构 |
| 4.4 利用MAFIA模拟折叠波导行波管三维注波互作用 |
| 4.4.1 三维互作用模拟步骤 |
| 4.4.2 MAFIA数值计算参数的优化 |
| 4.4.3 三维互作用小信号增益模拟 |
| 4.4.4 三维注波互作用分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 深刻加工工艺的初步探讨 |
| 5.1 LIGA |
| 5.2 UV-LIGA |
| 5.3 DRIE |
| 5.4 电火花加工 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 场致发射阵列阴极电子枪 |
| 6.1 场致发射阵列阴极与微型真空电子器件 |
| 6.2 场致发射阵列阴极电子枪概述 |
| 6.3 场致发射阵列阴极的聚焦 |
| 6.3.1 场致发射阵列阴极聚焦概述 |
| 6.3.2 同轴双栅极SPINDT阴极模拟及分析 |
| 6.3.3 同轴双栅极SPINDT阴极的制作 |
| 6.4 场致发射阵列阴极大面积均匀发射的分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 结论 |
| 7.1 主要结论与创新点 |
| 7.2 今后工作的建议 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
四、大功率微波管相位特性测量（论文参考文献）
- [1]国外微波电子管及其应用的新进展[J]. 李松柏,陈汝淑,刘盛纲. 电子管技术, 1973(06)
- [2]宽带大功率行波管高频慢波系统CAD研究[D]. 雷文强. 电子科技大学, 2003(01)
- [3]高效率螺旋线行波管慢波系统的研究[D]. 韩博. 中国科学院研究生院（电子学研究所）, 2006(02)
- [4]大功率行波管理论与实验研究[D]. 田艳艳. 电子科技大学, 2018(03)
- [5]螺旋线慢波系统高频特性理论分析与数值模拟[D]. 朱小芳. 电子科技大学, 2007(04)
- [6]MPM用小型行波管CAD研究[D]. 朱兆君. 电子科技大学, 2008(04)
- [7]太赫兹集成耦合慢波电路行波器件研究[D]. 程均. 电子科技大学, 2020(08)
- [8]毫米波带状注行波管及扩展互作用振荡管高频系统研究[D]. 舒国响. 电子科技大学, 2017(01)
- [9]Ka波段大功率折叠波导行波管研究[D]. 阳志新. 电子科技大学, 2020(08)
- [10]W波段折叠波导慢波结构的研究[D]. 蔡军. 山东大学, 2006(12)