胡文 魏望和 钟辉 于灿

(江西理工大学理学院,江西赣州 341000)

0 引言

大功率和小尺寸是行波管发展的两个主要目标[1-2]。慢波结构在行波管中起着非常重要的角色[3-4]。圆环杆慢波结构(CRB)相对于圆螺旋线慢波结构虽说散热性更好[5-6],耦合阻抗更高,但其频带却比较窄,无法满足于未来行波管宽频带,高功率的需求。而且,圆环杆慢波结构所采用的圆形电子束存在自身较强的空间电荷效应,使得输出功率受到限制,本身也不利于微细加工处理。

为了进一步扩展带宽,提高输出功率,既能与带状注进行注-波互作用,同时又可以与微细加工技术相兼容。基于上,在前人提出的圆环杆慢波结构的基础上,提出矩形环中心杆慢波结构(RRCB)正好解决了这个问题。利用HFSS仿真软件研究慢波结构参数对系统色散和耦合阻抗的影响,并在相同相速下对比了圆环杆慢波结构的高频特性,为实际矩形环中心杆行波管的研制提供前期基础和参考。

1 矩形环中心杆慢波结构模型

图1分别给出了圆环杆慢波结构和矩形环中心杆慢波结构。其中,r1和r2分别是圆环的内半径和外半径,t和w分别是圆环的厚度和宽度,Wring是杆的宽度,p是圆环杆慢波结构的周期长度。在矩形环中心杆慢波结构中,a和b分别是矩形环横截面的宽度和高度,t和w是矩形环的厚度和宽度,c和d分别是金属屏蔽筒的宽度和高度,p是矩形环中心杆慢波结构的周期,wd和hd分别是夹持杆的宽度和高度。圆环杆慢波结构不像矩形环中心杆慢波结构一样具有类似于平面类慢波结构的特点,不方便运用微加工技术,此外,矩形环中心杆更方便与带状电子注进行注-波互作用。……