【正文】 波導(dǎo)的長度與直徑。 本節(jié)為說明此種結(jié)構(gòu)可行，并且使仿真優(yōu)化過程簡單迅速，給定窗片直徑為。在現(xiàn)實(shí)情況下，尤其對于高頻情況，由于窗片直徑過小，工藝實(shí)際等條件的限制，使其不符合實(shí)際工程的需要。首先為了方便起見，先進(jìn)行在 窗片外徑 10mm，厚度 左右，兩端無空氣盒子直接接 3mm 標(biāo)準(zhǔn)波導(dǎo)。 第 2 章 盒型輸出窗的理論分析 11 圖 31 盒型輸出窗示意圖 其設(shè)計(jì)的基本方法為參照 1 章常規(guī)盒型輸出窗公式，運(yùn)用 CST 三維電磁仿真軟件，進(jìn)行模擬仿真，針對透射系數(shù)進(jìn)一步優(yōu)化，得到最佳模型。寶石窗材料為 %的氧化鋁，ε =9。如果式（ 2214）不成立，應(yīng)重新選擇圓波導(dǎo)的直徑和窗片的厚度。由公式（ 228）可得出反射系數(shù) ? 1/2121PPP??? (1221) 駐波比為 11? ??? ?? (1222) 由此可計(jì)算得出不同頻率下窗的駐波比，用以上計(jì)算公式求出輸出長的尺寸后，還需加工實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ停M(jìn)行冷測，有實(shí)驗(yàn)方法對計(jì)算尺寸進(jìn)行修正以獲得最佳效果。 （ 2） 介質(zhì)片進(jìn)入的容性電納。其輸入和輸出的關(guān)系可用傳輸矩陣[4] 表示為 12VVABIICD? ? ? ????? ? ? ?????? ? ? ? (121) 1 111 1 10 10c o s s i n1s i n c o s1/ cg l j lABjBj l lCD j B g g???? ?????? ??? ???????? ?? ???? 2222 2 21 / 0c o s s ins in c o sgl j lj l l jB g g?? ???? ?????? ?? (122) 式中： 210 11211111 ( )21 ( )caZ agZb??????? (123) 220 22222111 ( )21 ( )caZ agZb??????? () 其中： 12,gg 為圓波 導(dǎo)的特性阻抗和兩端矩形波導(dǎo)的特性阻抗之比； 0Z 為圓波導(dǎo)的特性阻抗； 1Z 和 2Z 為輸入和輸出的矩形波導(dǎo)的特性阻抗； 11,ab 和 22,ab 分別為輸入和輸出矩形波導(dǎo)的寬邊和窄邊的尺寸； 12,BB為兩端矩形波導(dǎo)與圓波導(dǎo)轉(zhuǎn)換處所引入的不連續(xù)電納的歸一化值； cB 為介質(zhì)中所引起的容性電納的歸一化值； 第 2 章 盒型輸出窗的理論分析 6 12,ll 為以窗片厚度的中心為界兩邊的圓波導(dǎo)段的長度； ? 為圓波導(dǎo)中波的傳播傳播常數(shù)（ 02/g? ? ?? ）； 11c? 圓波導(dǎo) 11TE 摸的截止波長。在輸出窗自身結(jié)構(gòu)中，各尺寸參數(shù)起著重要的作用，直接影響輸出窗的工作頻率、頻帶、透射系數(shù)，而窗片則影響著微波輸出功率承受能力以及真空密閉和機(jī)械性能。主要內(nèi)容包括以下 3 個(gè)方面： 1．由于要求頻帶為 290GHz350GHz，頻率過高，所以采用盒型輸出窗厚窗結(jié)構(gòu)。但是隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，各個(gè)領(lǐng)域?qū)ξ⒉娬婵掌骷男阅芴岢隽烁叩囊?，輸出窗的頻帶特性，功率t 1l 2l 1k 2k 22ab? 11ab? D 圓波導(dǎo) 矩形波導(dǎo) ? 第 1 章 引言 3 水平、工作壽命制約著高功率微波電真空器件的進(jìn)一步發(fā)展。 窗片材料的介電常數(shù)和損耗系數(shù)既影響輸出窗的頻帶特性和透射系數(shù)，又影響輸出窗的熱耗散特性和散熱能力，同時(shí)對金屬窗片封接強(qiáng)度和應(yīng)力平衡必須充分考慮。 第 1 章 引言 2 影響這種盒型輸出窗性能的主要因素包括： 1. 輸出窗窗片的位置，即 1l 和 2l 的大小和相對關(guān)系。 本 論文 所建模型為輸入波頻率在320GHz 左右的盒形窗設(shè)計(jì)，利用微波仿真軟件 CST 進(jìn)行仿真，并進(jìn)行數(shù)據(jù)的整理和分析，考慮到實(shí)際的加工需要，得到實(shí)際情況下的盒形窗模型 高頻輸出窗的形式是多種多樣的，盒型窗是將一個(gè)圓盤介質(zhì)片密封在截面相同的圓波導(dǎo)中，兩端通過轉(zhuǎn)換和矩形波導(dǎo)相連。 圓 波導(dǎo)尺寸 ........................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。微波仿真軟件 CST 為德國 CST 公司開發(fā)的高級無源濾波器件及天線仿真軟件包，能仿真多種微波真空器件，給出 S 等參量。輸出窗的作用是隔絕真空器件內(nèi)部的真空和大氣的連接，但不妨礙微波功率的傳輸，這就要求輸出窗的設(shè)計(jì)必須滿足一定的能量傳輸要求。 基本參數(shù)的確定 .......................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 致謝 ................................................................................................................................ 40 附錄 ................................................................................................................................ 41 外文資料原文 .................................................................................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 盒型輸出窗研究現(xiàn)狀 圖 11 是一種常規(guī)圓盤形盒型輸出窗模型。窗片的直徑過小，對傳輸高功率不利，同時(shí)矩形波導(dǎo)與圓波導(dǎo)的連接也不易做到寬帶匹配。焊料流散不好將使窗片和圓波導(dǎo)連續(xù)不均勻，引起不同頻率波的駐波特性變化不連續(xù)或增加介質(zhì)損耗。本文采用藍(lán)寶石窗片，嘗試改變輸出窗圓波導(dǎo)的尺寸、窗片的直徑來改善輸出窗的性能，希望在頻率290GHz350GHz 范圍內(nèi)得到較寬的帶寬。 3．考慮到工程實(shí)際，所采用的窗片不可能太小。 2. 圓波導(dǎo)傳輸線。 下面給出等效電路中各個(gè)參量的計(jì)算公式。 連接處復(fù)數(shù)導(dǎo)納的電導(dǎo)部分為 bG d? (1220) 實(shí)際上，此種連接的作用相當(dāng)于阻抗變換，其變換比恰等于特性阻抗之比。通常，可選擇 L 波段的窗片厚度為 5mm7mm， S 波段的窗片厚度為 ， C波段窗片厚度為 ，對于 X 波段和更短波長的輸出窗應(yīng)采用厚窗結(jié)構(gòu)。選用藍(lán)寶石作為窗片，對展帶寬和降低損耗具有積極的作用。 盒形窗是 大功率速調(diào)管中使用最普遍的輸出窗，是由輸入和輸出矩形波導(dǎo)段、矩形 圓波導(dǎo)過渡段、圓波導(dǎo)段和介質(zhì)窗片等組成，主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)和工藝簡單、工作頻帶寬、功率容量大。結(jié)合 學(xué)長 300GHz 輸出窗的設(shè)計(jì)這一 課程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，兼顧兩方面因素將其定為 mm。 第 2 章 盒型輸出