休斯结构多间隙耦合腔的稳定性分析

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1、物理学报摇粤糟贼葬孕澡赠泽援杂蚤灶援摇灾燥造援远园袁晕燥援远渊圆园员员冤摇园远员员园员休斯结构多间隙耦合腔的稳定性分析员冤圆冤覮员冤员冤员冤崔摇健摇罗积润摇朱摇敏摇郭摇炜员冤渊中国科学院电子学研究所袁中国科学院高功率微波源与技术重点实验室袁北京摇员园园员怨园冤圆冤渊中国科学院研究生院袁北京摇员园园园源怨冤渊圆园员园年苑月圆圆日收到曰圆园员园年愿月员园日收到修改稿冤摇摇基于空间电荷波理论袁导出了晕间隙休斯结构耦合腔中注鄄波耦合系数和电子注电导计算公式袁通过计算耦合腔中电子注的品质因数来分析电路的稳定性援研究表明袁随着间隙数目晕的增加袁工作模式渊圆仔模冤稳定性对直流工作电压更加敏感袁同时

2、其他寄生模式的抑制会愈加困难援以三间隙休斯结构耦合腔为例袁通过合理选择工作电压袁圆仔模可以稳定工作袁通常靠近圆仔模的仔辕圆模可能更容易引发自激振荡援关键词院休斯结构多间隙耦合腔袁耦合系数袁电子注电导袁稳定性孕粤悦杂院员员援圆缘援原憎袁员员援源园援原择袁猿猿援员缘援灾遭随着间隙数目增加袁谐振模式会更多袁并且不同模员郾引言式激励起的间隙电场不同袁它们与电子注之间同步耦合过程中的稳定性对分布作用速调管的正常分布互作用器件是圆园世纪六七十年代发展起工作很重要援来的一种真空电子器件袁由于其能够在毫米波亚毫通常电子注电导被用来作为电子注与间隙电咱圆暂米波段提供大功率输出袁已经在卫星通信尧气候观场

3、相互作用的表征援不过袁电子注电导只能反映咱员要愿暂测尧深空拓扑成像等项目得到广泛应用援其中分电子注与间隙电场能量交换的强弱袁不能体现间隙布互作用速调管结合了速调管技术和行波管技术袁电场本身大小的影响援特性阻抗渊砸辕匝冤反映了在一在高频率条件下实现了高增益尧宽带宽尧高功率和定储能下某一模式间隙电压的大小袁能够有效地体高可靠性方面的要求援它用多间隙耦合腔来代替普现电场的作用援本文选用电子注品质因数倒数员辕匝遭通速调管中的单间隙重入式谐振腔袁不仅增加了速来衡量模式的自激能力袁它是电子注电导和特性阻调管的增益带宽积袁而且由于采用多个间隙可以大抗的乘积援利用这一参量讨论多间隙耦合腔的稳定大增加

4、腔体的内表面积袁使管子在高频段工作时仍性袁可能具有更普遍的物理和实际应用意义援具有较大的功率容量援同时袁多个间隙使得腔的每个间隙上的电场强度大大降低袁减少了高频间隙击圆郾理论模型穿的可能袁有利于峰值功率的提高援多间隙耦合腔相互之间除了由漂移管连接之摇摇图员是休斯结构多间隙耦合腔电路的基本模外袁还通过耦合槽连接袁因此谐振腔之间存在直接型援该电路由若干个重入式谐振腔通过单耦合槽耦的电磁耦合袁这使得多间隙耦合腔存在多个谐振合而成袁相邻耦合槽的位置相差员愿园毅交错排列援通咱怨袁员园暂模式援随着间隙数目的增加袁工作模式自激振常把它看做是两端短路的慢波结构袁其电场是由幅荡更容易袁同时寄生模式抑制

5、也会变得更加困值相同尧传播方向相反的前向波和返向波叠加组成咱员袁圆暂难援有关双间隙耦合腔工作模式稳定性及其寄的驻波援图员中则为腔半径袁则葬和则糟分别为漂移管咱圆袁员员袁员圆暂内尧外半径袁则为漂移头外半径袁凿为间隙宽度袁凿为生模式的抑制已经得到深入研究袁并被作为凿泽咱员猿要员缘暂耦合槽宽度袁则为耦合槽中心线半径袁兹为耦合槽张输出回路广泛应用于速调管研制中援不过袁泽覮耘鄄皂葬蚤造院糟怎蚤躁蚤葬灶缘员猿源圆园岳泽燥澡怎援糟燥皂訫圆园员员中国物理学会悦澡蚤灶藻泽藻孕澡赠泽蚤糟葬造杂燥糟蚤藻贼赠摇澡贼贼责院辕辕憎怎造蚤曾遭援蚤责澡赠援葬糟援糟灶园远员员园员鄄员摇摇摇摇物理学报摇粤糟贼葬孕澡赠泽

6、援杂蚤灶援摇灾燥造援远园袁晕燥援远渊圆园员员冤摇园远员员园员角袁贼为腔间壁厚袁造员袁灶是第员个间隙中心与第灶个间隙中心之间的距离援图员摇休斯结构多间隙耦合腔示意图摇渊葬冤内部纵截面图袁渊遭冤内部横截面图咱员远袁员苑暂摇摇本文基于空间电荷波理论袁对于有限长度是纵向耦合系数曰的谐振腔间隙袁在高频场和空间电荷场同时存在的圆圆要圆陨园渊酌渊茁藻冤则遭冤原陨员渊酌渊茁藻冤则遭冤前提下袁从连续性方程尧麦克斯韦方程和电子运动酝则渊茁藻冤越圆陨园渊酌渊茁藻冤则葬冤方程出发袁通过计算群聚电流和电子注吸收的有功是横向耦合系数均方根值曰则葬和则遭分别是漂移管内功率袁得到晕间隙耦合腔的耦合系数酝晕和电子注圆

7、圆咱员愿暂半径和电子注半径曰酌渊茁藻冤越茁藻原噪是横向波数袁电导郧遭为员垣肄噪越棕辕糟是自由空间电磁波数曰砖园和砖员分别是零阶和躁茁藻扎酝晕渊茁藻冤越灾乙耘糟渊扎冤藻凿扎一阶修正贝塞尔函数曰凿灶是第灶个间隙宽度曰造员袁灶是第原肄垣肄晕晕员个间隙中心与第灶个间隙中心之间的距离曰灾灶是第躁茁藻扎越乙鄱耘糟袁灶渊扎原造员袁灶冤藻凿扎鄱渣灾灶渣灶个间隙的电压袁灾越渣灾渣垣渣灾渣垣噎垣渣灾渣垣噎垣渣原肄灶越员灶越员员圆灶晕晕圆灾茁躁茁藻造员袁灶灾渣是晕间隙耦合腔的有