Q波段藕合腔行波管扁波导与慢波系统的过渡

1、Q波段藕合腔行波管扁波导与慢波系统的过渡慢波结构的设计计算魏们采用了两种方法耳1）是自编的软件TWT4.0进疔耦合腔芭散特性初步设计，腔行波管模型库.可以确定耦合腔电参数据Y2）是利用CST电蘑场模拟计算软件逡行精确计算.CST2010计算软件是基分方法的全三维电磴场计毎愉件，能较好的模拟各种复朵的边界条件.具有较高的柿度.住进行二次开跤、增加前肋处理，可淮确计算耦合腔色敗特性与实际结果呦合度启厂同时还可对同步电圧战許阳抗*电场分布、槛场分布等参址进行分析口42输入输出系统与慢波系统模型的构建權合腔慢波线址耦合腔廿波管的主要部件.它楚决定整近件能的主鉴闵素"衡量慢波线性能的两个重要参

2、虽是色散曲线和耦含阻抗凹°f丁波管的色散持性由辐合腔的设计电参和零部件加工來抉定，一定程度上可以滴算行波管的同步电压、他用顿帯及帯宽"耦合腔疔波管慢波系统4-1所示为了防止行波管内部产生反射而引起门藏搬苗和堆益波动.ir波设内需业引入辅助我减器和切断反也住计算斜浙波导与就合腔的阻抗问题*不必耍曲遐ft诚器的就诚员和切断效4L它"1国内（国际统标准波导*过渡段波导、他用区波导、慢波线注通道和宅种祸存腔（也插主開Q腔、调谐耦=脫）构磺"通常把与波辱在一起匹配的耦合腔和衰联耦令腔称人1.1谐耦許腔：匹罷柵汁腔和过渡開介腔）帰皮线使用的耦汁腔，朋为上刑存腔H14

3、-1休斯耦合链模型在微波匸作空中，构建了双波导模型.建立了7个主耦合腔，对称面以下的模型是对称面以上的模型相对r甘称而镜像建立的。即整体模型相对对称面是对称的，对称而两侧相对应的参虽是相等的.所以在对可变参虽进行优化计算时，关于对称面相对应的参st是同时变化的.由于电子注入口炖于电磁波是截止的，所以此双波导模型仍然属于二端口微波网络。rfir结构的对称性，把端口1作为输入端口、端口2作为输出端口与端口2作为输入端口、端口1作为输出端口并无区别.但是当电磁波传输时，对称而两侧的同一部件对电磁波的影响不一定相同.14-2耦合腔給构具体名称示总阳为了更好研允耦合腔和波导位宜关系，我们构建了两套模型如

4、图43所示，分别称为模型A（左侧）和模型B（右侧）.模型A中过渡耦合腔的腰形槽在靠近短路块的一侧，模型B中过渡耦合腔的腰形槽在远离短路块的一侧.对两种模型进行计算，在实际中主要应用模型A,所以上要对模型A进行分析。图4-3腰形槽和短路块装配示总用在微波工作室中创建女波导模型.把端口1作为输入端u,?8U2作为输出端U.本章计算的VSWR都是对瑞口1而言的4.3初始模型的优化首先对双波导模型A进行第一轮优化计算，要进行优化计算的11个参量及其初绐尺寸.和优化顺序如表43所示.还何一参数就是图44中从电14。衣壬3模型A优化计算参註表43中的短路块位gwg!4.是相对耦合腔紬线而育的.如4-4所示

5、.参数化参址优化顺序备注（星位：宅米度波导wgh21扁波导高度wgl4c短路块位宜过波耦合腔tangle3腰形槽张角tcphl4外侧加我头高度tcprl5外侧加载头半径tct6腔壁厚度tcph2内侧加我头高度tcpi2s内侧加栽头半径14-4匹配块到禺介腔轴线的wgM我们采取一组耦合腔进行多次分析.初始VSWR仿真结果如图4-5左边结果.进行相关参虽优化后.新的VSWR仿真结果如图45右边结果。«>QHM««<T”<eeoi>用45优化前的VSWR计算结果和优化右的VSWR计算结果若以VSWR<2.2为标准优化前的带宽为1GHzq进行

6、优化后的带宽5GHzQ后者的带宽是前者的5倍以上,所以优化效果非常明显后者耦合腔将作为本文研兗的主耦合腔。4.4模型A和模型B的比较模型A的匹配性能明显好F模型B的匹配性能。模型A带宽较宽而模型B带宽较窄，且模型13只适合在低频段应用工程应用管子中，也主耍应用模型A。所以在i殳汁中应优先考虑便用过渡耦合腔腰形槽在靠近短路块-侧的模型由I4.5过渡耦合腔腰形槽角度对SWR影响我们在主耦合腔基础h.选择模型A添加1个过渡耦合腔进行仿真设计。过渡耦合腔腰形槽张角tangle=94.95、96、97.98.99度时端LI1处的SWR.计算结果如图47所示.图47耦合腔腰形橹张角改变时SWR计算结果半过

7、渡耦介腔腰形槽张和tangle变化时.对不同的频率电磁波匹配影响不一定相同-即便是相同的频率电磁波.腰形槽张角的变化趋势一样.但是腰形槽张角在不同的范用内变化时.它对匹配的影响也不一定相同。一般來说.过渡耦介腔的腰形槽角度耍比主耦合腔的腰形槽耍略大一点.这样岀來的驻波效果更加优秀，在不改变行波管同步电压基础上，也可以满足整管便用。从图4-7中可以看出，肖腰形槽张角大于上耦合腔1()度以卜.时.过渡耦合腔腰形槽张角langle=97.98、99度SWR效果比较理想。4.6过渡耦合腔外侧加载头高度对SWR影响选择模型A作为研丸.确定过渡耦合腔耦合槽角度后.我们乂对过渡耦合腔图48耦合腔戯形橹张角改变时SWR计算结果当过渡耦介腔外侧加载头高度icphl变化时.村不同频率的电磁波的影响不一定相同.即使是相同频率的电磁波，外侧加敦头高度的变化趋势一样.但外侧加我头高度在不同的范禺内变化时候.它对匹配的形