W波段空間諧波磁控管π/2模品質因數(shù)的計算

2014-04-15 杜 波 北京真空電子技術研究所

  諧振腔品質因數(shù)是描述磁控管特性的重要參數(shù),本文分別采用線路法和場解法對W 波段空間諧波磁控管π/2模品質因數(shù)進行計算,并與CST仿真結果進行了對比,驗證了兩種方法的正確性,這為W 波段空間諧波磁控管π/2模品質因數(shù)的計算提供了理論依據。

  在諧振腔中三個量最能表現(xiàn)諧振腔的基本特性:固有頻率,高頻損耗和品質因數(shù)。品質因數(shù)是諧振腔的重要參數(shù),它表征微波諧振腔儲能能力或者頻率選擇的能力大小。而目前很少有文獻專門對磁控管品質因數(shù)進行相應的計算,因此本文嘗試推導計算π/2?臻g諧波磁控管品質因數(shù)的方法。

1、品質因數(shù)的計算

  磁控管諧振腔內部場的計算,通常有兩種方法:線路法和場解法;诖,本文利用線路法和場解法對磁控管諧振腔品質因數(shù)進行求解。

  1.1、線路法

  線路法中,磁控管等效電路如圖1所示,由于磁控管為周期性慢波結構系統(tǒng),其中任一腔體特性都相同,因此,只需計算某一個諧振腔的基本特性即可(如圖2)。而諧振腔的品質因數(shù)可以表示為:

  式中,ω為磁控管諧振頻率,L為諧振腔集總電感,R為等效長線的有效電阻,因此,本文首先對這三個值進行計算。

磁控管等效電路圖

圖1 磁控管等效電路圖

3、結論

  本文利用線路法和場解法對W 波段空間諧波磁控管π/2模品質因數(shù)進行計算,并與CST仿真結果進行比較,得出三個計算結果基本吻合,驗證了線路法和場解法的正確性。但由于線路法集總電感的近似處理帶來較大計算誤差,因此,本文認為場解法計算品質因數(shù)更為準確。