微波器件原理.doc

------------------------------------------------------------------------------------------------ ——————————————————————————————————————微波器件原理 1. 微波管参量:带宽、功率等的基本概念、分类带宽:是指微波振荡器或放大器在一定工作条件下, 能满足一定技术指标要求的工作频率范围。分类:绝对带宽,相对带宽,增益带宽,功率带宽,效率带宽, 瞬时带宽, 调谐带宽, 冷带宽, 热带宽; 功率: 连续波状态的功率,脉冲状态的功率,平均功率 2. 平板间隙中的感应电流, 感应电流的产生过程, 渡越角, 耦合系数等概念,电子与场的能量交换过程。??x?Q?S?0Eqk?q(1?)????d 其中 E 为当平板中没有从阴极飞向阳极的电子 Q?qa?S?0E2? ?? ??qa?qxQ?qk?S?0E1 ??d? E1x?E2(d?x)?Ed?? 带只有外加电压 Vc 时的电场 qa?qk?q x?Qk??Q?qk??Q?q(1?)??d 电流是由电荷的变化产生的,因而外电路中的电流: ? x?Qa?Q?qa?Q?q() ?d?i?dQadt ?dQdt?qdxddt ?dQdt?qdv?id? ------------------------------------------------------------------------------------------------ —————————————————————————————————————— dQdt?C dVcdt 感应电流: iind?q vd ,所以二极管电极外电路中流过的电流实际上是运动电荷?q 在飞行过程中电极上感应电荷的变化引起的, 成为感应电流。设注入间隙的密度调制电子流为 i?I0?Imsin?t , I0 为电流的直流分量, Im 为电流的交变分量。选择间隙中间为坐标原点, t0 为电子层通过 x?0 点的时刻, 认为电子以直流速度 v0 匀速通过间隙,则电子层到达 x 处的时间为 t?t0? xv0 , dt? dxv0 , dx 层中的电荷为 dq?idt?i d2 dxv0 , diind?dq v0d ?i dxv0v0d ------------------------------------------------------------------------------------------------ ——————————————————————————————————————?i dxd ?iind? ?? diind?I0?Im 2v0 d2 ?d sin ?d 2v0 sin?t0?I0?ImMsin?t0 M?sin????d v0? 渡越角:电子在通过间隙的时间内密度调制的电子流变化的相位弧度数。 M: 电子流与间隙的耦合系数: 反映电子流与间隙电场相互作用程度的一个量能量交换过程: 电子流进入间隙场, 若电子流的运动方向与间隙的电场同向,则电子流速度减小,将能量交出,若 v0和E 反向,则电子流受到加速,电子流吸收能量。 3. 微波管互作用条件, 微波管常见类型、分类, 以及各种管型的互作用条件。------------------------------------------------------------------------------------------------ ——————————————————————————————————————互作用条件: 电子注只有在通过谐振腔的高频间隙时才与场发生相互作用(谐振腔型) ;电子注在通过慢波线的整个过程中与行波同步,始终发生相互作用(慢波线型) 常见类型:谐振腔型和慢波线型分类:速调管,行波管,返波管,磁控管,回旋管速调管互作用条件: 群聚电流基波分量最大时, 电子注刚好通过输出高频间隙, 即漂移管长度满足 lopt???M1 , 能量交换过程自动完成,输出腔输出最大基波功率。行波管互作用条件:电子注直流速度略大于行波相速( v0?vp ) 去, 群聚中心及其两边的群聚电子将移入减速场区, 电子交出能量多于获得能量,行波场得到放大。磁控管: 通过相位聚焦和电子挑选, 使有利电子与高频场互作用, 不断地将位能转化成动能,然后对失去部分动能转化成高频场的能量。回旋管:①必须使电子具有足够大的回旋速度—横向能量。②辐射场的频率? 必须略大于电子回旋频率?c,即???c 。③必须有一定的互作用长度,以利于电子群聚及充分进行能量交换。 4. 速调管工作原理,分几部分,各部分起什么作用。工作原理:①微波信号输入输入谐振腔,