三注行波管多级降压收集极研究

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1、目录5.1结论.................................................................................................................545.2展望.................................................................................................................54致谢...........................................

2、.................................................................................56参考文献......................................................................................................................57V第一章绪论第一章绪论作为微波放大器器件中的行波管，广泛应用于卫星通信和国防科技领域，被人们视为武器装备的“心脏”。行波管在电子对抗系统中应用最为广泛，在很多卫

3、星通信中都被作为末级放大器，在雷达系统中也经常被用作产生高频发射脉冲的功率放大器。本章首先多多注行波管的发展进行了简单的阐述，主要包括行波管的发展情况及工作原理、多注行波管的研究进展、以及本文中需要重点研究的多级降压收集极的发展概况，然后介绍了本课题研究的目的和意义，最后具体阐述了本论文的组织结构，包括各章节的研究重点、研究内容及研究成果。1.1多注行波管的发展概述行波管和速调管是两种很重要的线性注器件,其中行波管的使用已占到微波管销售额的50%以上,被称为武器装备的“心脏”[1-3]。第一只行波管诞生于1943年，由考夫纳研制，具有重要的历史意义，但是其所研制的行波

4、管只限于初步理论阶段，并不能真正使用。四年后，皮尔斯和费尔德推出一款独创的利用磁线包系统产生均匀磁场，对电子注进行聚焦的行波管。经过几年的进一步完善，1950年皮尔斯发表《行波管》一书，书中完整的介绍了行波管理论，为人们对行波管的研究奠定了一定的理论基础[4]。经过60多年的发展，行波管产品已经能大量生产，并且经过人们对理论的深入研究和工艺的改进，行波管产品不仅仅应用在军事领域，在其他领域也渐渐崭露头角。现在对行波管的要求也越来越高，在满足行波管性能指标的基础上，要尽量使其体积更小，效率更高，使用寿命更长。虽然半导体器件的诞生给行波管的发展造成了一定的挑战，但由于半导

5、体器件自身的缺点，在未来相当长的一段时间内行波管不可能被完全代替。根据慢波系统中高频电路结构的不同对行波管进行分类，主要分为以下几种：第一，螺旋线行波管。螺旋线行波管是最常用的一类行波管，其最显著的特点是带宽很宽[5]，影响其寿命的最大因素就是螺旋线散热能力有限。另外，正是由于螺旋线散热的问题和设计互作用段时存在的返波振荡问题，使其可以提供的功率容量也大大的受到了限制。第二，耦合腔行波管。耦合腔行波管也比较常用，其最大的特点就是散热能力很好，而且耦合腔行波管的工作电压可以很高，相比之下，螺旋线的抗压性能有限，所以电压不可能加的很高。另外，多注行波管就是在单注耦合腔行波

6、管的1电子科技大学硕士学位论文基础上发展起来的。如果能扩大耦合腔行波管的工作带宽，得到更高的输出功率，扩大耦合腔行波管的应用范围，那么对行波管的发展应用也会起到一定的推广作用。第三，其他新型慢波结构行波管。新型慢波结构行波管中研究最多的是折叠波导行波管，折叠波导行波管的特点是频带宽、功率容量大，慢波电路结构简单。从这三个特点中就可以看出，如果能很好的利用这三个优点，那么慢波线路的加工制造将更加方便，而且在毫米波及更高波段也能有很好的应用前景[6]。当然，行波管的类型不止局限于这几种。很多新型的慢波结构行波管也只是限于理论推导得到，很多都没有在实际中加工出来，只有少量的

7、新型管型在实际中得到了应用[7]。行波管主要分为电子光学系统和互作用慢波结构系统，具体来说包括电子枪、聚焦系统、慢波系统、输入输出装置和收集极，图1-1所示的是螺旋线行波管的结构图，可以大致的看出各组成部分的关系。电子枪聚焦系统电子注收集极集中衰减器夹持杆高频输入慢波线路高频输出图1-1螺旋线行波管结构示意图(1)电子枪。简单的说，电子枪的功能就是发射电子注，发射出的电子注经过加速进入互作用段，与慢波线上的电磁场进行能量交换。(2)聚焦系统。由于电子束间存在空间电荷力，添加聚焦系统后可以抵消这部分促使电子注发散的力，可以让电子束顺利经过慢波系统。(3