短毫米波高次谐波行波管研究

《短毫米波高次谐波行波管研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、－■．＇‘．．＇．全击种成＊葦ＵＮＮＩＣＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＯＦＣＨＩＮＡＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＥＬＥＣＴＲＯ专业学位硕±学位论文ＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳＦＯＲＰＲＯＦＥＳＳＩＯＮＡＬＤＥＧＲＥＥ．－－．公Ｃｖ細．Ｃ，ｉ：論！．处款觀占．ｆ■？？－■■ｒ－■”二■．＇论文题目短毫米波高次谐波行波管硏究—－：－专业学位类别工程硕±＾学号２０１３２２０４０４２

2、７作者姓名孟祥爱‘指营教师巩华荣繼独剑性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：堇詳秦日期：谷年占月／占日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家

3、有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可ｙＡ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可［＾采巧影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名；＿导师签名：日期：知／媒主月／細分类号密级注1UDC学位论文短毫米波高次谐波行波管研究（题名和副题名）孟祥爱（作者姓名）指导教师巩华荣教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士专业学位类别工程硕士工程领域名称电子与通信工程提交论文日期2016.4.7论文答

4、辩日期2016.5.17学位授予单位和日期电子科技大学2016年6月答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。THERESEARCHOFSHORTMILLIMETER-WAVETRAVELINGWAVETUBEWITHHIGHHARMONICAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:MasterofEngineeringAuthor:Xiang’aiMengSupervisor:HuarongGongSch

5、ool:SchoolofPhysicsElectronics摘要摘要太赫兹波是介于毫米波和红外线之间的电磁波，由于波段的独特优越性，太赫兹科学技术已被广泛应用于军事、通信、探测等领域。然而，小型化、高功率和低成本太赫兹源的缺乏限制了其在各领域的广泛应用。本文以非相对论电子束的高次谐波产生机理及其在倍频行波管中的应用为研究目的，设计了一种行波放大器——短毫米波高次谐波行波管，该器件的特点是电子束流经过输入信号的调制，电子相空间折叠产生电子群聚束团，并且能够选择特定的高次谐波进行放大且能抑制其他谐波信号。该器件由成熟的短毫米波信号源驱动，在辐射

6、段中由电流高次谐波激励起谐波信号并放大。本文研究的主要内容有：1、首先对折叠波导慢波结构的高频特性和损耗特性进行了理论分析，介绍了折叠波导一维非线性理论，设计出调制段和辐射段慢波结构，并对慢波结构中注波互作用过程进行分析研究。2、对折叠波导慢波结构的输入输出装置和衰减器进行了仿真研究，利用HFSS仿真软件对过渡波导和输入输出窗的电压驻波比进行了仿真计算。3、对短毫米波高次谐波行波管进行了理论研究并进行仿真模拟计算，最后是加工装配整管。通过HFSS仿真软件对调制段和辐射段慢波结构的高频特性进行了仿真，优化出了慢波结构参数，在此基础上对慢波结构

7、的损耗特性进行了仿真计算。利用CST电磁仿真软件的粒子工作室模块对整管模型进行仿真，优化出最佳电子注工作电压、调制段长度和漂移管长度。最终模拟结果为：电子注工作电压为18.4kV、工作电流为120mA，输入信号频率为46GHz、功率为300mW，辐射段输出信号为138GHz、功率为144.5W。输出信号为输入信号的3次谐波信号，频谱纯净，无其他振荡信号或谐波信号的频谱分量，证明了高次谐波行波管可以产生并放大谐波信号，是一种很有前途的太赫兹器件。关键词：高次谐波行波管、短毫米波、太赫兹源、折叠波导慢波结构IABSTRACTABSTRACTTH

8、zwaveiselectromagneticwavewhichisbetweenshortmillimeterandinfraredwave.Terahertzsciencete