速調管雙耦合孔輸出腔外觀品質因數的計算

2011-04-30 韓慧鵬 中國科學院電子學研究所中國科學院高功率微波源與技術

  提出了一種采用散射參數S 21曲線來計算速調管雙耦合孔輸出腔外觀品質因數的方法。首先借助仿真軟件CSTMWS 模擬計算了Toshiba 研制的速調管( E3736) 的具有雙耦合孔輸出腔的外觀品質因數, 發現計算結果與文獻數據一致; 然后對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因數進行了計算, 結果與冷測數據吻合, 從而證明了該方法的有效性。

  速調管輸出腔的設計是整管設計的重要環節,其特性在很大程度上決定了整管的性能。輸出腔的外觀品質因數( Qext ) 反映了輸出腔與外波導的能量耦合情況, 是輸出腔的重要參數之一。對于只有一個耦合孔的輸出腔, 通常采用反射系數相位法來計算其外觀品質因數。該方法通過輸出腔的反射系數相位的變化率來計算Qext。在該方法的基礎上, 借助三維電磁場計算軟件, 發展出了通過反射系數的相位􀀁頻率曲線計算Qext , 以及采用群時延時間法來計算Qext 等方法。此外, 計算外觀品質因數的方法還有功率傳輸法、功率反射法和駐波系數法等。

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

3、結論

  本文首先闡述了通過散射參數S21曲線計算外觀品質因數的方法, 其次借助CSTMWS仿真軟件,計算了文獻中給出的某L 波段多注速調管的雙耦合孔輸出腔的外觀品質因數, 計算結果與文獻給出的結果基本一致, 從而驗證了該法的正確性。最后采用該法對正在研制的某S 波段單注速調管的雙耦合孔輸出腔的外觀品質因數進行了計算, 計算結果與冷測結果相符。軟件模擬和冷測實驗表明, 該法是計算和測量具有雙耦合孔輸出腔外觀品質因數的一種簡便而可靠的方法。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因數的計算方法。