140GHz大功率交错双栅行波管的设计和模拟研究

• 作者: 刘洋 刘漾 唐涛 宫玉彬 沈飞 许雄 赖剑强 魏彦玉 黄民智
• 来源期刊: 物理学报
• 学科: 工学
• 关键词: 交错双栅 行波管 带状电子注 140 GHz
• 年，卷（期）: 2012,（17）
• 所属期刊栏目: 物理学交叉学科及有关科学技术领域
• 页码范围: 545-552
• 分类号: TN124.2
• 字数: 2858字
• 语种: 中文

摘要

采用交错双栅结构,结合带状电子注,研究了一种工作在140 GHz频段的大功率行波管. 本振模数值计算表明该结构具有良好的色散特性和耦合阻抗.针对所采用的慢波结构, 提出了慢波过渡结构、输入输出耦合器和集中衰减器,保证了行波管的良好工作. 利用三维大信号模拟计算的方法得到的结果显示,当电子注直流功率为5.115 kW,输入信号功率为0.1 W时, 所研究的行波管能在132-152 GHz范围内提供大于300 W的峰值功率,其中在138 GHz时得到最大功率546 W, 对应增益为37.37 dB.当在0.027-0.46 W内调节输入信号功率,可以保持该行波管在128-152 GHz 频带内得到大于440 W的峰值功率,对应的电子效率大于8.6%. 结果显示该行波管将在大功率短毫米波领域具有重要意义和潜在应用价值.