针对角向夹持的角度对数周期曲折线慢波结构，提出了展宽其工作带宽、降低其工作电压的新方法.通过翼片加载技术，可以对慢波结构的色散特性进行修正，从而使得其带宽得到有效展宽.通过数值模拟仿真，得到无翼片加载的慢波结构以及多翼片加载的慢波结构的3 dB带宽分别为2.5 GHz、3 GHz，工作电压分别为5450 V、4650 V.研究表明，翼片加载结构可以有效降低角度对数周期曲折线慢波结构的工作电压，以及展宽其工作带宽.
翼片加载 角度对数周期 注波互作用 慢波结构 vane-loaded angular log-periodic beam wave interaction slow wave structure 红外与毫米波学报
2019, 38(4): 04433
电子科技大学 物理电子学院, 微波电真空器件国家级重点实验室, 成都 610054
通过模拟计算，分析螺旋线内径和螺距变化对色散和耦合阻抗的影响，优化慢波结构，初步设计了Ku波段螺旋线行波管慢波结构。模拟行波管输入输出结构，得到输入端反射系数小于-19 dB，电压驻波比小于1.24。电子聚焦系统采用周期永磁聚焦，磁场周期为8.5 mm，计算得到磁场峰值为0.17 T。为提高注波互作用效率，采用具有动态速度渐变特性的慢波结构，使得电子注与高频场有足够的互作用时间,从而保证电子不断地将能量交给高频场。运用三维PIC粒子模拟软件分析行波管的注波互作用，得到在12.5~16 GHz频率范围内输出功率大于88.7 W，电子效率大于14.8%，增益大于34.6 dB。
行波管 高频特性 注波互作用 周期永磁聚焦 Ku波段 traveling-wave tube high frequency performance beam-wave interaction periodic permanent magnetic Ku band 强激光与粒子束
2014, 26(6): 063030
电子科技大学 物理电子学院, 微波电真空器件国家级重点实验室, 成都 610054
将矩形交错双栅结构作为慢波电路并提出与之配套的过渡结构和输出耦合器，设计了利用带状电子注工作在W波段的返波振荡器。提出的过渡结构和耦合器解决了该类直波导型器件的信号传输衰减大、反射强等难题。相对于传统圆形电子注器件，该器件得到了较大的功率提升。利用三维粒子模拟计算的方法，在电流12 mA时通过调节工作电压，在92~98 GHz频带内得到了数W的稳定平均功率输出，信号中心频率非常接近设计频率,且单色性好，谐波分量小。
返波振荡器 W波段 交错双栅 慢波结构 带状电子注 backward wave oscillator (BWO) W-band staggered double vane slow wave structure sheet beam
电子科技大学 微波电真空器件国家级重点实验室, 成都 610054
提出了一种新型的菱形微带曲折线慢波结构。该结构可适用于低电压、宽带宽、中等功率水平的高效率毫米波行波管。和传统的慢波结构相比, 微带曲折线是一种平面结构, 因此其加工工艺可采用2维微细加工技术。该结构可以用带状电子束进行注-波互作用, 并且不需要额外的电子束通道。给出了菱形微带曲折线慢波结构在140 GHz的色散曲线和注-波互作用模拟分析。研究结果显示：在输入功率为40 mW, 带状电子束的电流和工作电压分别为90 mA和7 kV的条件下, 该微带曲折线行波管可以获得数十W功率输出, 互作用效率可达14.3%, 瞬时3 dB带宽为18 GHz(132～150 GHz)。
菱形微带曲折线 慢波结构 行波管 微细加工 rhombus-shaped microstrip meander-line slow-wave structure traveling-wave tube micro-fabrication
电子科技大学 微波电真空器件国家级重点实验室, 成都 610054
提出了一种利用正弦波导慢波结构设计的太赫兹频段大功率返波管的新方案。3维粒子模拟研究结果显示:在20 kV的工作电压和5 mA的驱动电流下, 该返波管在645.9 GHz频率处将具有1.55 W的峰值功率输出, 互作用效率为1.55%, 频谱纯净, 输出模式为TE10模。通过在15～25 kV之间进行电压调谐, 可获得80 GHz的调谐带宽, 且峰值输出功率都在1 W以上。
太赫兹 返波管 正弦波导 慢波结构 terahertz backward wave oscillator sine waveguide slow wave structure
1 广西工学院 电子信息与控制工程系,广西 柳州 545006
2 电子科技大学 物理电子学院 大功率微波电真空器件技术国防科技重点实验室,成都 610054
给出了波导-带状线-同轴线型定向耦合器技术参量的计算表达式,利用Matlab软件定量地研究了耦合器结构尺寸和输入波频率对耦合器的技术参量的影响。数值结果表明:方向角对耦合度及方向性的影响最大;耦合小孔深度对理想方向角影响最大;输入频率在低频端(小于2.0 GHz)对理想方向角的影响很大,而在中高频端的影响较小。在波导-带状线-同轴线型定向耦合器的设计中,除了可以改变小孔大小及旋转方向来满足耦合度和方向性外,还可以通过改变带状线尺寸以及耦合器位置来调节耦合度和方向性。
定向耦合器 小孔耦合 波导 带状线 directional coupler aperture coupling waveguide stripline
电子科技大学物理电子学院,四川,成都,610054
建立了沟道梯型行波管的等效电路模型,并用等效电路与模拟软件相结合的方法求解了沟道梯型慢波电路的色散、耦合阻抗和衰减,所得到的本征频率与实验数据的误差在0.5%以内,耦合阻抗与实验数据的误差在10%以内.与使用数值软件HFSS相比较,等效电路方法的耗时仅是它的数十分之一.
毫米波 行波管 等效电路 沟道梯型
提出了一种适用于毫米波行波放大器的慢波电路--沟道板慢波电路,该慢波电路的基本结构与沟道梯型慢波电路相似,但其环与金属壁间使用金属板相连.使用场论方法分析了沟道板慢波电路,得到的色散结果与CST的模拟结果之间的误差在1.5%以内.计算表明,沟道板慢波电路与沟道梯型慢波电路的耦合阻抗特性相似,且沟道板电路的色散相对较弱,具有更宽的带宽.
高功率微波 沟道梯型慢波电路 沟道板慢波电路 色散方程 耦合阻抗
在Foulds等人对螺旋槽结构进行深入分析的基础上,考虑了槽区内高次模式对慢波结构高频特性的影响.结果表明:槽宽较小时,结论与其结论吻合较好;槽宽较大时,计算结果与其有较大差别.此外,讨论了螺旋槽结构参数对高频特性的影响,结果表明:除槽宽外的其它结构参数固定时,存在一个最佳的δ/L值,可以获得较弱的色散和较大的横向场幅值,适合做回旋行波管互作用结构.
螺旋槽 色散特性 回旋行波管 高次模式 结构参数
利用基于虚边界元法的VBGUN程序和基于边界元法的MOM程序,对一折叠波导毫米波行波管的电子光学系统进行了设计.设计过程中使用计算相关性系数的方法调节参数,通过计算敏感性系数以考察加工误差带来的影响.设计过程显示:低导流系数、小束腰、高压缩比的毫米波电子枪的层流性与电极尺寸相关性很大,易受到加工误差的影响;聚束系统的设计难点在于轴上峰值磁感应强度要受到漂移管半径的限制,这一点可以通过提高工作电压和降低电流来平衡,因此它的设计必须与慢波结构的设计同时进行.
行波管 电子枪 电子光学系统 周期永磁聚束系统 虚边界元方法 强激光与粒子束
2006, 18(12): 2030
