慢波结构的设计及微波特性的研究.pdfVIP
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2016-01-26 发布于安徽
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摘要
慢波系统传输的电磁波相速度比光速小得多，能够与电子进行有效的相互作用，又因
为慢波系统的色散曲线十分平坦，能够在很宽的频率范围内满足应用需求，因此广泛用于
各类微波管中。
慢波系统一般采用周期性结构，其中传输的电磁波需要满足十分复杂的边界条件。螺
旋线结构就可以作为慢波系统：理论上，经过很多的简化和近似，可以得到关于螺旋线慢
波系统性能的解析描述。但是，由于采用了较多的近似，加上实际结构千变万化，理论结
果难以满足实际应用上的需求。
本论文使用德国CST公司的MWS模拟软件对螺旋线慢波系统的性能进行模拟研究，
详细考察了各种结构参数对慢波特性的影响，比较了不同的屏蔽情况下的慢波性能，得到
了比理论分析更为丰富和实用的结果，从而可能为螺旋线慢波系统的设计提供指导。
研究结果表明，螺旋线慢波系统的结构参数对它的基波色散特性和耦合阻抗影响非常
复杂。基波的频带宽度主要决定于螺旋线的内径，在内径确定的情况下，可以通过改变螺
距对基波的相速度大小进行调节：结构参数不同时，耦合阻抗曲线随频率的衰减快慢有所
不同，螺旋线厚度等参数存在一个使耦合阻抗最大的最佳值；使用介质外壳时得到的色散
曲线比使用PEC外壳时更平稳，但是耦合阻抗的衰减更快。
关键字：计算机模拟微波波导慢波系统色散关系耦合阻抗CST
Abstract
Inslow—wave wavestransmittedthereinhavea
systems，electromagnetic phasevelocity
lowerthanthe andthusinteractwithelectrons havea
lightvelocity substantially．Besidesthey
flat curveandthusCanbe for the
quitedispersion appliedwidelyrangingfrequencies．Therefore
in
slow—wavearc usedvariouskindsofmicrowavetubes．
systemswidely
Slow·wave the waves
structures，and
systemsgenerallyemployperiodic electromagnetic
transmittedthereinare to conditions．The
mqukedsarisfyverycomplicatedboundary spiral
curvestructureCanbeusedinslow-wave an for
systems．Theoreticallyanalyticdescriptionspiral
curve
slow-wavecanbeachievedaftermuch and
systems simplification
theoreticalresultthus dimcultto the of
obtained．however,is
satisryrequirementspractical
as
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