行波管高頻構(gòu)造及衰減的模仿

行波管高頻構(gòu)造及衰減的模仿
　　 嚙合腔行波管是一類不足道的微波器件，存在功率大、增值高、帶寬寬等長(zhǎng)處，在雷達(dá)、通信、遙測(cè)等畛域有寬泛的利用。但嚙合腔行波管構(gòu)造尤其細(xì)致，加工工藝比較困苦，而且作業(yè)效率比較高，給微波測(cè)試帶來(lái)了一系列高難務(wù)求，用度也很高。因而，在嚙合腔行波管設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)內(nèi)中中，為了升高鉆研利潤(rùn)，咱們要借助硬件對(duì)其繼續(xù)仿真。1、高頻構(gòu)造參量及衰減的優(yōu)化模仿
　　 高頻構(gòu)造設(shè)計(jì)的好壞間接關(guān)系到行波管能量交流效率、作業(yè)效率規(guī)模、帶寬以及作業(yè)格式等。因而高頻構(gòu)造的綜合劃算是行波管設(shè)計(jì)務(wù)必和要害的作業(yè)。加工的試驗(yàn)管采納技能上比擬成熟的通例休斯型嚙合腔鏈高頻構(gòu)造，見(jiàn)圖1。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)冷測(cè)，咱們發(fā)現(xiàn)前加工的休斯型嚙合腔行波管通頻帶性能較差，駐波比比擬大，而且穩(wěn)定比擬厲害。這注明管子的外部反照很大，輸能安裝不匹配。而產(chǎn)生自激振蕩的一個(gè)不足道起因就是管子的外部反照，為了預(yù)防自激振蕩，咱們?cè)O(shè)置了集中衰減器。
圖1休斯腔慢波構(gòu)造
　　 為了改善管子的性能，減小通頻帶的帶內(nèi)穩(wěn)定，升高管子的駐波比，咱們從冷測(cè)和CST硬件模仿起程，做了上面一些優(yōu)化作業(yè)。
　　 率先，優(yōu)化嚙合腔間隙G。行波管作業(yè)于腔通帶，基波是返波，電子束和前向諧波產(chǎn)生互作用并交流能量，那時(shí)行波管作業(yè)于慢波線通頻帶的核心效率時(shí)線上每周期相移為βl=3π/2。思忖絕對(duì)論效應(yīng)并求出電子槍減速電壓20kV對(duì)應(yīng)的電子進(jìn)度Ve，即可確定與之同步齊頭并進(jìn)行能量交流的高頻信號(hào)的相速Vp，由Vp=2πfl/φ可確定相移φ=3π/2，核心效率為2.5G時(shí)休斯腔單腔長(zhǎng)短l的尺寸。而腔間隙電子渡越角正常在π/2-π，對(duì)應(yīng)G的應(yīng)為l/3-2l/3。硬件模仿發(fā)現(xiàn)G=0.41l時(shí)通帶性能較好，滿足此規(guī)模。
圖2高頻構(gòu)造參量模子
　　 再次，優(yōu)化嚙合槽的大小和觀點(diǎn)，其它維持一成不變。
　　 嚙合系數(shù)k界說(shuō)為被嚙合槽截獲的直流電與嚙合腔中傳播的直流電的比值。經(jīng)簡(jiǎn)化，嚙合系數(shù)為嚙合槽的面積與構(gòu)成槽環(huán)的面積比，即：
k=α/2π+rs2/Rs2
　　 槽的無(wú)效長(zhǎng)短為：ls=2π+Rsk嚙合槽也可相近看作兩端短路的TEM波呆滯傳輸線，諧振時(shí)槽的長(zhǎng)短ls恰為槽孔諧振跨度的一半，此時(shí)ωs=πc/ls行波管作業(yè)于腔通帶，槽通道在腔通帶上，此時(shí)務(wù)求ωs較高，從而務(wù)求ls較小，那樣就制約了嚙合槽的尺寸，也制約了嚙合系數(shù)k使不得太大。經(jīng)過(guò)硬件CST模仿優(yōu)化嚙合槽張角α，rs和Rs，經(jīng)過(guò)模仿發(fā)現(xiàn)，張角增大，槽孔變大，通頻帶變寬，而且當(dāng)α在90°左近時(shí)通帶性能較好。
　　 最初，優(yōu)化吸引衰減，改觀吸引衰減的形態(tài)，薄厚，地位。經(jīng)過(guò)本征模仿，發(fā)現(xiàn)磁場(chǎng)重要散布在湊近加載頭兩側(cè)的海域。當(dāng)加載頭為外圓錐和內(nèi)圓錐狀時(shí)，磁場(chǎng)向腔壁和核心軸線位置迅速削弱，加載頭為圓筒狀時(shí)，磁場(chǎng)重要散布在圓筒橫截面圓環(huán)海域，此海域磁場(chǎng)變遷不大，磁場(chǎng)最強(qiáng)點(diǎn)散布在截面圓環(huán)內(nèi)環(huán)處。磁場(chǎng)向腔壁迅速削弱，向核心軸線位置漸漸削弱，核心削弱到磁場(chǎng)最強(qiáng)點(diǎn)的75%。將柱形衰減放在磁場(chǎng)散布強(qiáng)的海域（如圖2）無(wú)利于信號(hào)的吸引衰減，反照小的多，駐波比顯然變好，模仿后果如圖3。
　

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