同軸膜片加載圓波導色散特性研究

滕 平

（西華師范大學 物理與電子信息學院，四川 南充 637002）

1 行波管的發展趨勢

行波管的發展趨勢之一是向著大功率和寬頻帶的方向發展，而尋找新型的慢波結構則是解決該問題的關鍵技術之一。在常規行波管中，普遍使用的兩大類慢波結構（螺旋線和耦合腔）已難以滿足需要，特別是在毫米波段，二者固有的缺陷限制了它們的應用，探索新型全金屬慢波線是目前行波管發展的一個重要方向，周期加載波導作為一種傳統的慢波線，特別是應用在相對論行波管、返波管中，一直受到行波管研制者的關注，其中得到最廣泛應用的是圓盤加載波導和波紋波導。文章對同軸膜片加載圓波導慢波結構進行了分析，得到其色散方程。

2 同軸膜片加載圓波導慢波結構

2.1 各區場的分析

2.2 界匹配條件及色散方程

應用匹配條件得到其色散方程

2.3 數值模擬及分析

為了驗證以上推導的合理性，我們除了通過對式（2）進行數值計算，結構尺寸（mm）：ra=7.3，rb=16.7，rc=25.6，L=10.5，同時還利用三維電磁仿真軟件HFSS對同軸膜片加載結構進行模擬計算來比較判斷。圖1給出了比較的結果。圖1中實線是（2）的求解結果，而圓點則代表HFSS模擬值。與模擬結果相比，它們的差別也微乎其微，可以認為吻合良好，從而證明對色散的推導過程是正確有效的。

圖1

3 結語

分析了一種同軸膜片加載圓波導結構，用加載區的場匹配條件以及中心互作用區與加載區的場匹配條件，獲得這種同軸膜片加載圓波導慢波結構的色散方程。

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