W波段阶梯型交错双栅慢波结构行波管研究

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1、第*卷第*期红外与毫米波学报Vol.nnNo.n200*年*月JournalofInfraredandMillimeterWavesJune200NW波段阶梯型交错双栅慢波结构行波管的研究王海龙1,2,石先宝3,王战亮1,宫玉彬1*(1.电子科技大学电子科学与工程学院,成都市610054;2.中国电子科技集团公司第二十九研究所,成都市610000;3.中国电子科技集团公司第四十一研究所,山东省青岛市266555)摘要:为了提高传统交错双栅慢波结构行波管的性能,本文提出了一种阶梯型交错双栅慢波结构,并基于此新

2、型慢波结构,提出了新型输入输出耦合结构。在此基础上,设计了一只工作在W波段的带状电子注阶梯型交错双栅慢波结构行波管。计算结果显示,阶梯型交错双栅慢波结构行波管的耦合阻抗更高,从而使行波管在更短的互作用电路长度里,实现更高的饱和增益和互作用效率。在90GHz~100GHz频率范围内,阶梯型交错双栅慢波结构的耦合阻抗大于4Ω,高于传统交错双栅慢波结构;W波段带状电子注行波管高频结构的反射系数(S11)小于-15dB;并且行波管的饱和输入功率仅约为0.7W,可以实现最高输出功率约800W,相应的效率大于7.8%,

3、增益大于30.6dB。关键词:阶梯型交错双栅慢波结构,带状电子注行波管,低饱和输入功率,高饱和增益中图分类号:O46 文献标识码:AResearchonWBandStep-typeStaggeredDoubleVaneSlowWaveStructureTravelingWaveTubeWANGHai-Long1,2,SHIXian-Bao3,WANGZhan-Liang1,GONGYu-Bin1*(1.SchoolofElectronicScienceandEngineering,UniversityofE

4、lectronicScienceandTechnologyofChina,Chengdu,610054,China;2.The29thinstituteofCETC,Chengdu,610000,China;3.The41thinstituteofCETC,Qingdao,266555,China)Abstract:Inordertoimprovetheperformanceoftraditionalstaggereddoublevane(SDV)travelingwavetube(TWT),anewkin

5、dofstep-typestaggereddoublevane(SSDV)slowwavestructure(SWS)isproposed,andanewtypeofinput/outputcouplingstructureisdesignedbasedonthisnovelSWS.Moreover,aWbandsheetelectronbeamSSDVSWSTWTisdesignedinthiswork.ThecalculationresultsshowthattheSSDVSWSTWThasahighe

6、rinteractionimpedance,sothatitcanachieveahighersaturatedgainandhigherinteractionefficiencyinalessinteractioncircuitlength.Inthefrequencyrangeof90GHz~100GHz,theinteractionimpedanceofSSDVSWSisgreaterthan4Ω,whichishigherthanthetraditionalSDVSWS.Thereflectrati

7、o(S11)ofhighfrequencystructureofWbandsheetelectronbeamTWTislessthan-15dB.Moreover,thesaturatedinputpowerofthetravelingwavetubeisonlyabout0.7W,andthemaximumoutputpowercanbeabout800W,thecorrespondingefficiencyismorethan7.8%,andthegainismorethan30.6dB.Keyword

8、s:Step-typestaggereddoublevaneslowwavestructure,Sheetelectronbeamtravelingwavetube,lowsaturationinputpower,highsaturationgainPACS:04.30.Nk,85.45.Bz,84.40.Fe引言因交错双栅慢波结构简单、加工难度低,全金属结构、功率容量大,有天然的带状电子注通道、能够输入更高的直

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