ka波段介质加载回旋行波管小信号分析与设计

《ka波段介质加载回旋行波管小信号分析与设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、Ka波段介质加载回旋行波管小信号分析与设计SMALL-SIGNALTHEORYANALYSISANDDESIGENOFKA-BNADDIELECTRIC-LOADEGYRO-TWTAbstractThesmall-signaltheoryofthegyro-TWT,apinch-pointanalysisbasedonthetheoryofBriggsandberscombiningthecoldanalysisofthedielectric-loadedwaveguideareemployedtoanalysisthethresholdcurrentoftheope

2、ratingmodeandcriticaloscillationlengthsofthespuriousmodeunderdifferentloadcondition.Theanalysisconcludestheimprovementofthedielectricloss,throughalteringtheloadcondition,canenhancethethresholdcurrentandcriticaloscillationlengths.Thecoldanalysisofthedielectric-loadedwaveguideandasmoothwa

3、veguidedispersionrelationisusedtoanalysisthesmallsignalgainofthedielectric-loadedgyro-TWT.Theanalysisgivesthegain-frequencyresponseofadielectric-loadedgyro-TWTtakingthenormalizedbackgroundmagneticfluxdensityB(/Bg,thethicknessofthedielectricandbeamcurrentastheparameters.Throughtheanalysi

4、softheself-oscillationsandthesmallsignalgain,theoptimumOperatingparametersofaka-banddielectric-loadgyro-TWTcangettosupportthenonlinearanalysis.Keyword:ka-banddielectric-loadgyro-TWT,absoluteinstability,self-oscillation,small-signalgain摘要：本文应用分析回旋行波管绝对不稳定性的Briggs-Bers相碰判据与小信号色散方程，并结合介质加载

5、波导的冷场分析，通过数值计算比较了不同介质加载条件下回旋行波管工作模式的起振电流与寄生模式的起振长度，通过改变加载介质的特性参数从而增加行波损耗可以显著提高工作模式起振电流，并抑制掉寄生模式的返波振荡。结合介质加载波导冷场分析与回旋行波管小信号色散方程，分析了介质加载条件下回旋行波管小信号增益，给出了不同介质加载条件下的回旋行波管的小信号增益带宽曲线。在对介质回旋行波管自激振荡与小信号增益的综合分析基础上，对ka波段的介质加载回旋行波管进行了具体的优化设计，给出了其工作参数的/=1.152xl05(亠『0丄0Hsm你0'么)Sn选取的依据与范围，为非线形分析提供了理论

6、支撑与初始参数。关键词：ka波段介质加载回旋行波管，绝对不稳定性，自激振荡，小信号增益1引言高功率毫米波器件，在军事民用领域有着重要的应用前景，在国际上得到高度重视。国内对高功率亳米波器件-回旋振荡管与回旋速调管己有了较深入的研究5',但对具有更大带宽的回旋行波管研究还处于起步阶段，其主要原因在于不能很好的解决其自激振荡问题。回旋行波管的自激振荡问题是由三种因素造成⑹:1.耦合器或输出段与高频结构不匹配造成行波反射会导致自激振荡；2.电子冋旋共振曲线与波导色散曲线交于传播常数的负值区吋会形成寄生模式的返波振荡；3当工作电流增大到一定值吋，注波互作用的不稳定性区域扩展到

7、传播常数负值区，导致工作模式由传播不稳定性转变为绝对不稳定性会造成工作模式的自激振荡。对耦合器和输出段进行优化设计可以抑制第一种因素导致的口激振荡。对回旋行波管的注波互作用段进行介质分布加载可以有效的抑制寄生模式的返波振荡，增加注波互作用段的长度，提高回旋行波管整管增益，并能有效的抑制冋旋行波管工作模式的自激振荡，提高冋旋行波管的起振电流,增大其输出功率。本文从回旋行波管小信号理论出发，用Briggs-Bers相碰判据与介质微扰法对介质加载回旋行波管自激振荡现象进行了理论分析与数值计算；并对不同加载条件下回旋行波管的小信号增益进行了分析。在对自激振荡