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基于开槽单矩形栅和圆形电子注的W波段返波振荡器

谢文球 王自成 罗积润 刘青伦 董芳

基于开槽单矩形栅和圆形电子注的W波段返波振荡器

谢文球, 王自成, 罗积润, 刘青伦, 董芳
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  • 提出将开槽单矩形栅和圆形电子注作为 W波段返波振荡器的注波互作用回路. 使用 3维电磁场仿真软件CST-MWS对开槽单矩形栅的高频特性进行了仿真分析, 研究结果表明: 相对于传统单矩形栅, 新结构的基模带宽有所展宽; 基模与高次模发生模式竞争的可能性很小; 在采用圆形电子注时新结构能获得大得多的耦合阻抗; 新结构的趋肤损耗略有改善. 将该慢波结构应用于设计一支以94 GHz为频带中心的W 波段返波振荡器: 设计了简洁的慢波过渡部分、输出耦合器和终端匹配衰减器, 优化参数后获得了良好的信号传输特性; 利用粒子模拟软件CST-PS对返波振荡器模型进行了三维大信号注波互作用计算, 设定合适的电子注电流等参数后, 调整工作电压在较宽的频带内获得了瓦级的功率输出, 电子效率在整个频带范围内优于1%.
    • 基金项目: 国家自然科学基金 (批准号: 61172016) 和北京市自然科学基金 (批准号: 4122030) 资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2013-03-07
  • 修回日期:  2013-04-24
  • 刊出日期:  2013-08-05

基于开槽单矩形栅和圆形电子注的W波段返波振荡器

  • 1. 中国科学院电子学研究所, 北京 100190;
  • 2. 中国科学院大学, 北京 100049
    基金项目: 

    国家自然科学基金 (批准号: 61172016) 和北京市自然科学基金 (批准号: 4122030) 资助的课题.

摘要: 提出将开槽单矩形栅和圆形电子注作为 W波段返波振荡器的注波互作用回路. 使用 3维电磁场仿真软件CST-MWS对开槽单矩形栅的高频特性进行了仿真分析, 研究结果表明: 相对于传统单矩形栅, 新结构的基模带宽有所展宽; 基模与高次模发生模式竞争的可能性很小; 在采用圆形电子注时新结构能获得大得多的耦合阻抗; 新结构的趋肤损耗略有改善. 将该慢波结构应用于设计一支以94 GHz为频带中心的W 波段返波振荡器: 设计了简洁的慢波过渡部分、输出耦合器和终端匹配衰减器, 优化参数后获得了良好的信号传输特性; 利用粒子模拟软件CST-PS对返波振荡器模型进行了三维大信号注波互作用计算, 设定合适的电子注电流等参数后, 调整工作电压在较宽的频带内获得了瓦级的功率输出, 电子效率在整个频带范围内优于1%.

English Abstract

参考文献 (25)

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