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、帶寬寬等長處，在雷達(dá)、通信、遙測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，給微波測試帶來了一系列高難務(wù)求，用度也很高。因而，在嚙合腔行波管設(shè)計開發(fā)內(nèi)中中，為了升高鉆研利潤，咱們要借助硬件對其繼續(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)計務(wù)必和要害的作業(yè)。加工的試驗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，見圖1。經(jīng)過試驗冷測，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，咱們設(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，那時行波管作業(yè)于慢波線通頻帶的核心效率時線上每周期相移為βl=3π/2。思忖絕對論效應(yīng)并求出電子槍減速電壓20kV對應(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的相速Vp，由Vp=2πfl/φ可確定相移φ=3π/2，核心效率為2.5G時休斯腔單腔長短l的尺寸。而腔間隙電子渡越角正常在π/2-π，對應(yīng)G的應(yīng)為l/3-2l/3。硬件模仿發(fā)現(xiàn)G=0.41l時通帶性能較好，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
　　 槽的無效長短為：ls=2π+Rsk嚙合槽也可相近看作兩端短路的TEM波呆滯傳輸線，諧振時槽的長短ls恰為槽孔諧振跨度的一半，此時ωs=πc/ls行波管作業(yè)于腔通帶，槽通道在腔通帶上，此時務(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)過硬件CST模仿優(yōu)化嚙合槽張角α，rs和Rs，經(jīng)過模仿發(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)過本征模仿，發(fā)現(xiàn)磁場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，磁場向腔壁和核心軸線位置迅速削弱，加載頭為圓筒狀時，磁場重要散布在圓筒橫截面圓環(huán)海域，此海域磁場變遷不大，磁場最強(qiáng)點(diǎn)散布在截面圓環(huán)內(nèi)環(huán)處。磁場向腔壁迅速削弱，向核心軸線位置漸漸削弱，核心削弱到磁場最強(qiáng)點(diǎn)的75%。將柱形衰減放在磁場散布強(qiáng)的海域（如圖2）無利于信號的吸引衰減，反照小的多，駐波比顯然變好，模仿后果如圖3。
　

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