W波段空间谐波磁控管π/2模品质因数的计算

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)北京真空电子技术研究所 作者:杜 波

  谐振腔品质因数是描述磁控管特性的重要参数,本文分别采用线路法和场解法对W 波段空间谐波磁控管π/2模品质因数进行计算,并与CST仿真结果进行了对比,验证了两种方法的正确性,这为W 波段空间谐波磁控管π/2模品质因数的计算提供了理论依据。

  在谐振腔中三个量最能表现谐振腔的基本特性:固有频率,高频损耗和品质因数。品质因数是谐振腔的重要参数,它表征微波谐振腔储能能力或者频率选择的能力大小。而目前很少有文献专门对磁控管品质因数进行相应的计算,因此本文尝试推导计算π/2模空间谐波磁控管品质因数的方法。

1、品质因数的计算

  磁控管谐振腔内部场的计算,通常有两种方法:线路法和场解法。基于此,本文利用线路法和场解法对磁控管谐振腔品质因数进行求解。

  1.1、线路法

  线路法中,磁控管等效电路如图1所示,由于磁控管为周期性慢波结构系统,其中任一腔体特性都相同,因此,只需计算某一个谐振腔的基本特性即可(如图2)。而谐振腔的品质因数可以表示为:

  式中,ω为磁控管谐振频率,L为谐振腔集总电感,R为等效长线的有效电阻,因此,本文首先对这三个值进行计算。

磁控管等效电路图

图1 磁控管等效电路图

3、结论

  本文利用线路法和场解法对W 波段空间谐波磁控管π/2模品质因数进行计算,并与CST仿真结果进行比较,得出三个计算结果基本吻合,验证了线路法和场解法的正确性。但由于线路法集总电感的近似处理带来较大计算误差,因此,本文认为场解法计算品质因数更为准确。

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