行波管高频构造及衰减的模仿

行波管高频构造及衰减的模仿
　　 啮合腔行波管是一类不足道的微波器件，存在功率大、增值高、带宽宽等长处，在雷达、通信、遥测等畛域有宽泛的利用。但啮合腔行波管构造尤其细致，加工工艺比较困苦，而且作业效率比较高，给微波测试带来了一系列高难务求，用度也很高。因而，在啮合腔行波管设计开发内中中，为了升高钻研利润，咱们要借助硬件对其继续仿真。1、高频构造参量及衰减的优化模仿
　　 高频构造设计的好坏间接关系到行波管能量交流效率、作业效率规模、带宽以及作业格式等。因而高频构造的综合划算是行波管设计务必和要害的作业。加工的试验管采纳技能上比拟成熟的通例休斯型啮合腔链高频构造，见图1。经过试验冷测，咱们发现前加工的休斯型啮合腔行波管通频带性能较差，驻波比比拟大，而且稳定比拟厉害。这注明管子的外部反照很大，输能安装不匹配。而产生自激振荡的一个不足道起因就是管子的外部反照，为了预防自激振荡，咱们设置了集中衰减器。
图1休斯腔慢波构造
　　 为了改善管子的性能，减小通频带的带内稳定，升高管子的驻波比，咱们从冷测和CST硬件模仿起程，做了上面一些优化作业。
　　 率先，优化啮合腔间隙G。行波管作业于腔通带，基波是返波，电子束和前向谐波产生互作用并交流能量，那时行波管作业于慢波线通频带的核心效率时线上每周期相移为βl=3π/2。思忖绝对论效应并求出电子枪减速电压20kV对应的电子进度Ve，即可确定与之同步齐头并进行能量交流的高频信号的相速Vp，由Vp=2πfl/φ可确定相移φ=3π/2，核心效率为2.5G时休斯腔单腔长短l的尺寸。而腔间隙电子渡越角正常在π/2-π，对应G的应为l/3-2l/3。硬件模仿发现G=0.41l时通带性能较好，满足此规模。
图2高频构造参量模子
　　 再次，优化啮合槽的大小和观点，其它维持一成不变。
　　 啮合系数k界说为被啮合槽截获的直流电与啮合腔中传播的直流电的比值。经简化，啮合系数为啮合槽的面积与构成槽环的面积比，即：
k=α/2π+rs2/Rs2
　　 槽的无效长短为：ls=2π+Rsk啮合槽也可相近看作两端短路的TEM波呆滞传输线，谐振时槽的长短ls恰为槽孔谐振跨度的一半，此时ωs=πc/ls行波管作业于腔通带，槽通道在腔通带上，此时务求ωs较高，从而务求ls较小，那样就制约了啮合槽的尺寸，也制约了啮合系数k使不得太大。经过硬件CST模仿优化啮合槽张角α，rs和Rs，经过模仿发现，张角增大，槽孔变大，通频带变宽，而且当α在90°左近时通带性能较好。
　　 最初，优化吸引衰减，改观吸引衰减的形态，薄厚，地位。经过本征模仿，发现磁场重要散布在凑近加载头两侧的海域。当加载头为外圆锥和内圆锥状时，磁场向腔壁和核心轴线位置迅速削弱，加载头为圆筒状时，磁场重要散布在圆筒横截面圆环海域，此海域磁场变迁不大，磁场最强点散布在截面圆环内环处。磁场向腔壁迅速削弱，向核心轴线位置渐渐削弱，核心削弱到磁场最强点的75%。将柱形衰减放在磁场散布强的海域（如图2）无利于信号的吸引衰减，反照小的多，驻波比显然变好，模仿后果如图3。
　

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