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《高阻抗电磁表面及其在真空电子器件中的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、VACUUMELECTRONICS真空电子技术#研究与设计#高阻抗电磁表面及其在真空电子器件中的应用杨乐,廖复疆(北京真空电子技术研究所,北京100016)High-ImpedanceElectromagneticSurfacesandTheirApplicationinVacuumElectronDevicesYANGLe,LIAOFu-jiang(BeijingVacuumElectronicsResearchInstitute,Beijing100016,China)Abstract:Anewtypeofhigh-impedanceelectroma
2、gneticsurfacehasbeendevelopedinrecentyears.Thisnewelectromagneticsurfaceisatypeofnewmetallicelectromagneticstructurewithhighimpedanceonitssurfaceintheforbiddenfrequencyband.Thecharacteristicsofthishighimpedanceelectromagneticsurfacearediscussedinthispaper.Itsapplicationinthenewpla
3、netravelingwavetubeisalsodiscussed.Thisnewplanetravelingwavetubeu-sesmeanderlineastheslowwaveinteractioncircuitandputtingonthehigh-impedanceelectromagneticsurfacein-steadofusingtheordinaryceramicsubstratetoreducetheinsertloses.Keywords:Photonicbandgap;Highimpedancesurface;TWT摘要:近十
4、年来,一种新型的高电磁阻抗表面得到迅速发展。这种高电磁阻抗表面实际上是一种新的电磁结构)))光子带隙晶体结构。在频率禁带,这种结构的表面具有很高的电磁阻抗。利用这种特性,可以构建一种平面型行波管。这种行波管采用曲折线作互作用慢波电路。为了减小电磁波传输损耗,曲折线放置在高电磁阻抗表面上。本文对高电磁阻抗表面的特性和这种平面型行波管的工作原理进行了讨论。关键词:光子带隙;高阻抗表面;行波管中图分类号:文献标识码:A文章编号:1002-8935(2008)05-0029-03光子晶体是一类具有电磁传输禁带的人工材现出带隙特性。在电磁波传播的禁带,表面具有很[1
5、]料,近十多年来获得了广泛的研究和应用。其主高的阻抗。这种高阻抗表面,如果用做天线的反射要研究领域包括布拉格光纤,微带平板电路,微谐振面,天线发射的电磁波将不会在表面产生电流。入腔和激光器和等。这种光子晶体的工作原理,进一射电磁波将和反射电磁波同相位,电磁波在天线发步扩展到微波领域,在新型微波元件和天线系统等射方向得到加强。一般金属平面,作为天线的发射方面获得了很好的应用前景。进入21世纪以来,对面,金属面上将产生电流,入射电磁波和反射电磁波[2]光子晶体的研究逐渐扩展到微波真空器件之中。相位相反。如果天线离发射面太近,电磁波在天线光子带隙(PBG)结构的
6、特点是,当光子晶格结的发射方向,将会削弱。构中出现缺陷时,电磁波在光子晶体中传播将出现早在1969至1975年,美国陆军就有发展平面[2][4]带隙。Sirigiri利用光子晶体构建了回旋管用的谐型行波管的计划。虽然这一计划未获得完全成振腔。光子晶体中的禁带有助于抑制模式竞争,使功,但平面型行波管的特性仍然具有吸引力。随着回旋管工作稳定。光子带隙的理论也导致平面型光有源相控阵天线技术的发展,对小型化、平面化行波子晶体材料的发展。一种周期性的金属表面结构,管的要求更加迫切。文献[4]就描述了如何利用光如果其周期比电磁波波长小得多,那么这种结构的子带隙晶体结构
7、来构建平面型行波管的方法。[3]表面对所传播的电磁波而言,呈现高的表面阻抗。本文将首先讨论高阻抗表面的特性,利用电磁这种高阻抗表面的特点是,对传播的电磁波而言,呈场仿真软件cst对Sieverpiper提出的蘑菇结构的高2008-0529真空电子技术VACUUMELECTRONICS[3]阻抗表面模型进行模拟分析,获得该结构的本征模场特性,传输特性。然后讨论利用高阻抗表面来构建平面型行波管的可能性及其方法。1物理模型及理论分析Sieverpiper提出的蘑菇结构如图1所示,顶部是规则形状的金属片,由金属杆支撑,底部是接地的金属板。当波长远大于结构周期时,蘑
8、菇结构可以等效为一个LC谐振电路,如图2(b)所示。频率低于谐振频
