无隔模带磁控管谐振系统的理论分析与仿真.pdf

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1、第36卷第9期电子与信息学报Vl01．36NO．92014年9月JournalofElectronics&InformationTechnologySept．2014无隔模带磁控管谐振系统的理论分析与仿真岳松㈣张兆传高冬平(中国科学院电子学研究所北京100190)(中国科学院大学北京100049)摘要：为了提高磁控管稳定性，需要研究各耦合因素对磁控管谐振频率及模式分隔度的影响。该文采用等效电路的方法，给出了无隔模带磁控管在电容、电感耦合下的谐振频率及模式分隔度的表达式，并分析谐振频率随模数的变化趋势及电感、电容耦合强弱对模式分隔度的影响。采用CST．MWS软件对不同阴极半径及顶

2、盖高度的谐振系统的谐振频率进行仿真，并将仿真结果与理论结果进行对比。理论分析与计算机仿真表明，对于无隔模带磁控管谐振系统，电容耦合使谐振频率随模数的增大而增大，电感耦合使谐振频率随模数的增大而减小；两者分别通过增大和降低丌模频率从而增大模式分隔度，两者共同作用时模谱图取决于占主导地位的耦合因素。关键词：磁控管；电感耦合：电容耦合；谐振频率：模式分隔度中图分类号：TN123文献标识码：A文章编号：1009—5896(2014)09—2272—06D0I：10．3724／SP．J．1146．2013．01783TheoreticalAnalysisandSimulationofth

3、eUnstrappedMagnetron’SResonantSystemYueSong~ZhangZhao—chuan①GaoDong—ping①(InstituteofElectronics，ChineseAcademyofSciences，Beijing100190，China)(Universityo／ChineseAcademySciences，Beijing100049，China)Abstract：Theeffectsofvariouscouplingfactorsonresonantfrequencyandmodeseparationofmagnetronssho

4、uldbeinvestigatedtoimprovethestabilityofthemagnetrons．Theresonantfrequencyandthemodeseparationoftheunstrappedmagnetronwithcapacitanceandinductancecouplingarederivedusingequivalentcircuitmethod．Besides，thechangeofresonantfrequencyandtheeffectsofcapacitanceandinductancecouplingonmodeseparation

5、arealsonumericallycalculated．Moreover，theresonantfrequenciesofmagnetronsaresimulatedbyCST—MWS，whicharecomparedwiththeoreticalresults．Theoreticalanalysisandcomputersimulationsshowthatasthemodenumberincreases，theresonantfrequencyofunstrappedmagnetroninducedbythecapacitancecouplingincreases，whi

6、letheinductancecouplingisopposite．Thetwocouplingscanbothenlargethemodeseparationbyoppositemethods．Themodespectrumofunstrappedmagnetronwithcapacitanceandinductancecouplingdependsonthedominantcouplingfactor．Keywords：Magnetron；Capacitancecoupling；Inductancecoupling；Resonantfrequency；Modeseparat

7、ion1引言管及其理论方面研究较少[4-1ol。磁控管的谐振特性主要有3类方法：第1类是磁控管作为一种高效率、大功率、低成本的微理论计算，通常采用等效电路的方法[4-s]，推导谐波源，在军用及民用领域都发挥着重要的作用[i-a]。振频率关于电容、电感及其耦合的表达式，定性描无隔模带磁控管中可能存在阴阳极电容f以下称电述分析谐振频率随模数的变化趋势及各物理量对谐容)、谐振腔互感(以下称电感)等多种耦合形式。目前，只有考虑电容耦合的扇形腔无隔模带磁控管的振频率影响的强弱，但无法对给定的磁控管进行