速調(diào)管雙耦合孔輸出腔外觀品質(zhì)因數(shù)的計(jì)算

2011-04-30 韓慧鵬 中國(guó)科學(xué)院電子學(xué)研究所中國(guó)科學(xué)院高功率微波源與技術(shù)

  提出了一種采用散射參數(shù)S 21曲線來計(jì)算速調(diào)管雙耦合孔輸出腔外觀品質(zhì)因數(shù)的方法。首先借助仿真軟件CSTMWS 模擬計(jì)算了Toshiba 研制的速調(diào)管( E3736) 的具有雙耦合孔輸出腔的外觀品質(zhì)因數(shù), 發(fā)現(xiàn)計(jì)算結(jié)果與文獻(xiàn)數(shù)據(jù)一致; 然后對(duì)中科院電子所研制的S 波段、具有雙耦合孔輸出腔的外觀品質(zhì)因數(shù)進(jìn)行了計(jì)算, 結(jié)果與冷測(cè)數(shù)據(jù)吻合, 從而證明了該方法的有效性。

  速調(diào)管輸出腔的設(shè)計(jì)是整管設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié),其特性在很大程度上決定了整管的性能。輸出腔的外觀品質(zhì)因數(shù)( Qext ) 反映了輸出腔與外波導(dǎo)的能量耦合情況, 是輸出腔的重要參數(shù)之一。對(duì)于只有一個(gè)耦合孔的輸出腔, 通常采用反射系數(shù)相位法來計(jì)算其外觀品質(zhì)因數(shù)。該方法通過輸出腔的反射系數(shù)相位的變化率來計(jì)算Qext。在該方法的基礎(chǔ)上, 借助三維電磁場(chǎng)計(jì)算軟件, 發(fā)展出了通過反射系數(shù)的相位􀀁頻率曲線計(jì)算Qext , 以及采用群時(shí)延時(shí)間法來計(jì)算Qext 等方法。此外, 計(jì)算外觀品質(zhì)因數(shù)的方法還有功率傳輸法、功率反射法和駐波系數(shù)法等。

  為了提高功率容量, 速調(diào)管常采用雙耦合孔輸出甚至多耦合孔輸出。本文針對(duì)雙耦合孔輸出腔的情況, 提出了一種通過散射參數(shù)S21曲線來計(jì)算其外觀品質(zhì)因數(shù)的方法。研究發(fā)現(xiàn), 該方法可以有效地計(jì)算此類輸出腔的外觀品質(zhì)因數(shù)。

3、結(jié)論

  本文首先闡述了通過散射參數(shù)S21曲線計(jì)算外觀品質(zhì)因數(shù)的方法, 其次借助CSTMWS仿真軟件,計(jì)算了文獻(xiàn)中給出的某L 波段多注速調(diào)管的雙耦合孔輸出腔的外觀品質(zhì)因數(shù), 計(jì)算結(jié)果與文獻(xiàn)給出的結(jié)果基本一致, 從而驗(yàn)證了該法的正確性。最后采用該法對(duì)正在研制的某S 波段單注速調(diào)管的雙耦合孔輸出腔的外觀品質(zhì)因數(shù)進(jìn)行了計(jì)算, 計(jì)算結(jié)果與冷測(cè)結(jié)果相符。軟件模擬和冷測(cè)實(shí)驗(yàn)表明, 該法是計(jì)算和測(cè)量具有雙耦合孔輸出腔外觀品質(zhì)因數(shù)的一種簡(jiǎn)便而可靠的方法。下一步的工作是研究具有多間隙多耦合孔輸出腔的外觀品質(zhì)因數(shù)的計(jì)算方法。