多注行波管慢波结构的色散特性分析.pdf

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第27卷第2期电子器件Vol.27，No.2
2004年6月ChineseJournalofElectronDevicesJune.2004

AnalysisfortheDispersionofSlow-WaveStructureof
Multi-BeamTravelingWaveTube

BAOZheng-giang，DENGHeng，GUANYuz-hu
（NanjingSanleGroupLtd.Co.，Nanjing210009，China）

Abstract：Multi-beamtravelingwavetube（TWT）isanewtypeofmicrowavedevicewithloweroperatingvoltage，
wideroperatingband，largeroutputpower.ByCSTMicrowaveStudio，thecalculationandanalysisfordispersionofsl-
ow-wavestructureofmulti-beamTWTaregiven.Theresultsshowthatthevaluesofcalculationareinagreementwith
experiment.
Keywords：multi-beam；travelingwavetube；slow-wavestructure；dispersion
EEACC：2350D

多注行波管慢波结构的色散特性分析

包正强，邓蘅，管玉柱

（南京三乐集团有限公司，南京，210009）

摘要：多注行波管是一种具有工作电压低、瞬时工作带宽宽、容易实现大功率等优点的新型微波器件；本文主要利
用CSTMicrowaveStudio软件对多注行波管慢波结构的色散特性进行设计计算，并将计算结果和实验值进行比较分
析。结果表明，计算值和实验值基本吻合。
关键词：多注；行波管；慢波电路；色散特性
中图分类号：TN124文献标识码：A文章编号：1005-949（02004）02-0274-03

螺旋线和耦合腔慢波电路是当今广泛被行波多注速调管的研制并实现了实用化。多注速调管
管选用的两种典型慢波电路，但它们各自又有明显的发展，一方面降低了工作电压，另一方面也改变
的优缺点。螺旋线色散弱，可使行波管工作在倍频
了人们对速调管为窄频带器件的看法，达到了10%
程或多倍频程状态，但其脉冲输出功率和平均输出左右的瞬时带宽。当然，国外的同行也进行了少量
功率较低；耦合腔结构行波管可以使脉冲输出功率的多注行波管的研究。受到多注速调管能够降低
达到数百千瓦量级，平均输出功率也可以达到数十
工作电压和拓宽瞬时带宽的启发，我们对多注行波
千瓦量级，但它的带宽被限制在左右，且高脉
10%管慢波结构进行了其特性的模拟分析，制作了冷测
冲功率输出时，工作电压较高。寻求具有这两种慢
模型，并进行实验对比，结果发现：模拟分析的色
波结构的优点的新电路，一直是微波管工作者努力!
散曲线与冷测结果基本吻合；#多注耦合腔慢波结
的目标。这中间有环杆、环圈、"线等慢波电路都
已成功的做出了行波管，但它们只是在螺旋线或耦构与相同槽角的单注耦合腔慢波电路相比，冷带宽
合腔慢波结构的基础上稍作改进，其本质的缺陷仍明显增宽。因此，研究多注行波管慢波结构这种新
没有根本性的摆脱。型管型，向实现大功率、低电压、宽频带工作的方向
上个世纪80年代左右，国外的同行们开展了迈进，具有重要意义。

收稿日期：2003-12-22
作者简介：包正强，男，高级工程师。1991年毕业于东南大学电子工程系，从事微波电真空器件特别是行波管的研制，先后
!有多项产品通过了部级设计定型鉴定，[e-mail].
第2期包正强，邓蘅等：多注行波管慢波结构的色散特性分析275

1多注耦合腔慢波结构的设计与考虑
根据目前国内外市场需求情况，结合我们现有
的一些成熟的工艺、技术，我们选择多注行波管参
数大致如下：
!波段：!"/"=10%
工作电压：14kV
阴极脉冲电流：7.2A（4个电子注）
脉冲输出功率：10kW
聚焦方式：PPM图1多注耦合腔慢波结构建模
增益：40dB
对于这样指标的多注行波管，我们将耦合腔的
上截止频率设计在10GHZ左右，下截止频率则设计
在7.5~SGHZ附近，慢波结构一次切断。考虑到行
波管工作电流很大，单腔的增益一般较高，所以，慢
波结构还应考虑增加吸收小腔，以防止行波管在工
作过程中的边带振荡。
我们已比较成熟的掌握了吸收小腔技术和材
料制造工艺。目前该项技术已成功的应用在多个
单注耦合腔行波管中。它的特点是可以确保行波图2多注耦合腔慢波结构模型网格
管稳定工作，增加输出功率平坦度，并使行波管具建立模拟模型后，进入本