【摘要】：螺旋線行波管具有較高的輸出功率、較寬的工作頻帶、較大的增益等優越的性能,普遍應用于雷達系統、信息通信以及電子對抗等現代化的電子裝備中。在實際應用中,行波管各方面性能的優劣將直接影響裝備的使用效果,其中管子穩定性和可靠性是極其重要的兩項指標,在影響螺旋線結構行波管穩定性的諸多因素中,振蕩是最主要的原因,振蕩包括有信號反射的振蕩、返向波的振蕩以及?模振蕩,這三者中返波振蕩對寬帶行波管穩定性的影響最為重要。除了行波管穩定性之外,由于行波管本身所具有的高頻非線性特征,輸出的信號中除了輸入信號的頻率以外還混雜著二次諧波、三次諧波等諧波信號,這些干擾信號將會嚴重影響基波輸出能量,降低了行波管的增益,因此非常有必要對螺旋線行波管的返波振蕩和諧波抑制進行研究。本文從帶有內置衰減器的螺旋結構行波管的高頻理論和一維非線性理論著手,研究了螺旋線結構行波管的高頻結構參數變化和內置衰減器位置及衰減量對返波振蕩的抑制作用,然后用二次諧波注入法對2-6GHz寬帶行波管諧波抑制進行了探討,本文的具體工作內容包含下面三個部分:一.以帶衰減器的慢波高頻特性理論為基礎,研究行波管內置衰減器對返波振蕩的影響規律,利用電子科技大學自主研發的微波管CAD軟件MTSS對2-6GHz寬帶行波管進行仿真模擬,從正向波和返向波兩方面研究了慢波結構內置衰減器的位置及衰減量與返波起振長度的變化關系,研究結果對行波管互作用部分的結構設計具有積極意義。二.以一維非線性理論為基礎,采用MTSS仿真建模2-6GHz寬帶螺旋線行波管,以維持色散平坦曲線,減小返波耦合阻抗為目的,詳細研究了慢波高頻結構中螺旋線、夾持桿、翼片參數變化對返波耦合阻抗的影響規律,并且比較了不同結構對返波振蕩的影響程度,從而對整個高頻結構進行優化,通過改變高頻結構來抑制返波振蕩。三.重點研究了二次諧波注入法對2-6GHz寬帶行波管輸出性能的影響,仿真模擬了在諧波注入前后基波輸出性能的變化情況,通過模擬得到了注入二次諧波的最佳相位和最佳功率,并初步得到了在諧波注入之后,基波和基波的二次諧波輸出功率隨著注入諧波的功率、相位的變化規律。
[Abstract]:The spiral TWT has the superior performance of high output power, wide operating frequency band and large gain, and is widely used in modern electronic equipment such as radar system, information communication and electronic countermeasures. Property and reliability are two very important indexes. Oscillation is the most important factor affecting the stability of spiral TWT. Oscillation includes the oscillation with signal reflection, the oscillation with backward wave and the? Mode oscillation. Among them, the influence of backward wave oscillation on the stability of broadband TWT is the most important. Qualitatively, due to the high-frequency nonlinear characteristics of TWT itself, the output signals are mixed with the second harmonic, third harmonic and other harmonic signals besides the frequency of the input signal. These interference signals will seriously affect the output energy of the fundamental wave and reduce the gain of the TWT, so it is very necessary for the spiral TWT. Based on the high-frequency theory and one-dimensional nonlinear theory of spiral TWT with built-in attenuator, this paper studies the high-frequency structural parameters variation of spiral TWT and the suppression effect of the position and attenuation of built-in attenuator on the back-wave oscillation. This paper discusses the harmonic suppression of 2-6GHz broadband TWT. The specific work of this paper includes the following three parts: 1. Based on the theory of slow-wave and high-frequency characteristics with attenuator, the influence of the built-in attenuator in TWT on the back-wave oscillation is studied. The microwave tube CAD software MTSS developed by University of Electronic Science and Technology is used for 2-6GHz width. The position and attenuation of the built-in attenuator in the slow wave structure and the relationship between the attenuation and the starting length of the return wave are studied. The results are of positive significance to the structure design of the interaction part of the traveling wave tube. 2. Based on the one-dimensional nonlinear theory, the MTSS simulation model of 2-6 GHz is established. In order to maintain the flat dispersion curve and reduce the backwave coupling impedance of broadband helix TWT, the influence of helix, gripper and fin parameters on the backwave coupling impedance in slow-wave high-frequency structure is studied in detail, and the influence of different structures on the backwave oscillation is compared, so the whole high-frequency structure is optimized. The influence of the second harmonic injection method on the output performance of 2-6GHz broadband TWT is studied. The change of the fundamental output performance before and after the harmonic injection is simulated. The optimal phase and power of the second harmonic injection are obtained through the simulation, and the harmonic injection is preliminarily obtained. After entering, the second harmonic output power of fundamental wave and fundamental wave changes with the power and phase of injected harmonic.
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN124

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本文編號：2242089