W波段矩形槽加载双注折叠波导行波管

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1、网络出版时间：2016-05-2313:54:06网络出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/32.1493.TN.20160523.1354.068.html微波学报2015年10月W波段矩形槽加载双注折叠波导行波管的研究1,21,231王士龙孟欣王书见薛谦忠（1.中国科学院电子学研究所，中国科学院高功率微波源与技术重点实验室北京100190;2.中国科学院大学北京1000493.中国电子科技集团公司第四十研究所蚌埠233010）摘要：分析了传统槽加载折叠波导慢波结构的缺点，改

2、进为平滑过渡矩形槽加载慢波结构，通过电磁仿真软件HFSS对该结构的色散特性和耦合阻抗等高频特性进行了数值模拟分析，研究了槽宽对高频特性的影响。设计了一支工作频率在92-95.6GHz的双注槽加载折叠波导行波管，工作频率为94GHz，输入功率为100mW时，饱和输出功率为235W，电子效率高达7.73%。关键词:矩形槽加载慢波结构，双注折叠波导行波管，高频特性，功率，电子效率AnalysisofW-bandRectangularGrove-loadedTwo-beamFoldedWaveguideTraveling

3、WaveTube1,21,231WangShi-longMengXinWangShu-jianXueQian-zhong(1KeyLaboratoryofHighPowerMicrowaveSourcesandTechnologies,ChineseAcademyofSciences;InstituteofElectronics，ChineseAcademyofSciences,Beijing100140,China;2UniversityofChineseAcademyofSciences,Beijing100

4、039,China;3The40stInstituteofChinaElectronicsTechnologyGroupCorporation)Abstract:Anewrectangulargrove-loadedslow-wavestructureisproposedconsideringthedisadvantagesofthetraditionalgrove-loadedslow-wavestructure.High-frequencycharacteristicsincludingcouplingimp

5、edanceanddispersionaresimulatedandanalyzedthroughHFSS.Arectangulargrove-loadedfoldedwaveguidetravelingwavetubeoperatingat92-95.6GHzisdesigned.Simulationrevealsthatthesaturatedoutputpoweris235Wandtheelectronefficiencyis7.73%at94GHzwhentheinputpoweris100mW.Keyw

6、ord:Grove-loadedSlow-waveStructure,Two-beamFoldedWaveguideTravelingWaveTube,HighfrequencyCharacteristics,Power,ElectronEfficiency引言如图(b)所示，它是将常规折叠波导在弯角中心处常规折叠波导慢波结构虽然有较宽的带宽但劈开并沿轴向拉开一定的距离，最后在中间加入其耦合阻抗低，使的行波管的单位长度增益、电一段长度适当的矩形波导而成。图中各结构参数[1-3]子效率偏低。研究发现通过对常规折叠波

7、导进的具体意义如下：a为折叠波导宽边尺寸，b为折行加载可以提高耦合阻抗，进而提高行波管的增叠波导窄边尺寸，p为轴向周期长度，h为直波导[4-7]益和电子效率。根据加载体形状的不同，可将长度，r0为电子注通道半径，ht加载槽的深度，dt加载折叠波导分成不同的类别，如，梯形槽加载加载槽的宽度。折叠波导、三角形槽加载折叠波导、矩形槽加载[8]折叠波导等。不同加载波导的效果不同，但从加工难易程度上来考虑，矩形加载是最值得深入研究的加载形式，其模型结构如图1所示。图(a)中所绘是传统矩形槽加载的模型。这种加载形式是直接在常

8、规折叠波导的弯角中心位置增加矩形槽而成，它具有两个缺点。1)、在矩形槽和常规(a)传统加载(b)新型加载o波导的连接处会出现一个角度小于90的尖角，在图1矩形槽加载折叠波导模型图大功率容量是容易在成打火；2)、矩形槽的宽带1矩形加载槽尺寸对高频特性的影响受到弯曲波导内半径的限制。为了克服这两点不为了进一步形加载槽对折叠波导高频特性带足，我们提出一种圆弧平滑过度矩形槽加载结