螺旋线空间行波管效率及非线性失真研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 唐康淞 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2009-04-11 |
| 授予单位 | 中国科学院电子学研究所 |
| 授予地点 | 电子学研究所 |
| 导师 | 阴和俊 |
| 关键词 | 空间行波管 双渐变螺旋线慢波结构 PIC粒子模拟 电子效率 非线性失真 PSO算法 多目标优化 |
| 其他题名 | Research on the efficiency and nonlinear distortion in space Traveling-Wave tubes |
| 中文摘要 | 空间行波管是通信卫星、载人航天飞船和探月工程等空间应用系统中的核心元器件之一，通常起着微波功率放大的作用。由于工作环境特殊，效率和线性度一直都是空间行波管的研究热点。本论文以提高空间行波管的电子效率和改善其线性度为目的展开了一系列的研究，主要内容及创新如下： 1. 考虑螺旋线慢波结构的角向对称性以及夹持杆的影响，利用三维电磁仿真软件HFSS特有的Master/Slave 边界条件，改进了目前通用的螺旋线慢波结构冷测特性的仿真方法。对于具有3根夹持杆的螺旋线慢波结构，改进方法的计算空间减少到原来的 ，运算时间减少至少3/4，仿真结果与改进前所得的结果一致，并且频率越高或者精度要求越高，计算时间减小越多。 2. 基于通用的粒子模拟软件MAGIC，开发了螺旋线行波管的2.5维注－波互作用计算程序，完成了对C波段行波管的注－波互作用的模拟计算，得到输出功率，电子相位以及功率谱图等结果，与实测值基本吻合。 3. 给出了双渐变慢波结构中关键参数的确定方法，为实际项目设计了一个双渐变慢波结构，热测性能基本符合技术指标。详细分析了双渐变慢波结构参数对行波管效率以及非线性失真的影响，归纳了结构参数对行波管性能影响的一般规律。根据归纳的规律，微调各个参数的大小，对行波管进行优化，效果明显。 4. 首次将粒子群优化（PSO）算法引入螺旋线慢波结构的设计中，对螺旋线慢波结构的螺距分布进行了多目标优化，同时实现效率的提高和相位失真的减小。针对实际问题，改进了标准PSO算法，提高算法跳出局部最优的能力，同时结合理论计算，对初始条件进行了优化设置，缩短了计算时间。 5. 从数学分析、数值仿真以及实验三个方面对谐波注入技术和三阶交调注入技术进行了系统地研究。结果表明：两种技术都可以很好的抑制行波管非线性三阶交调失真，对于同一支L波段空间行波管，三阶交调注入技术对非线性三阶交调失真的抑制达到25.2dB，相比谐波注入技术的12.7dB效果更好。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2011-07-19 |
| 页码 | 126 |
| 源URL | [http://ir.ie.ac.cn/handle/80137/8743]  |
| 专题 | 电子学研究所_电子所博硕士学位论文_电子所博硕士学位论文_学位论文 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 唐康淞. 螺旋线空间行波管效率及非线性失真研究[D]. 电子学研究所. 中国科学院电子学研究所. 2009. |
入库方式： OAI收割
来源：电子学研究所
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