同轴膜片加载圆波导色散特性研究

滕 平

（西华师范大学 物理与电子信息学院，四川 南充 637002）

1 行波管的发展趋势

行波管的发展趋势之一是向着大功率和宽频带的方向发展，而寻找新型的慢波结构则是解决该问题的关键技术之一。在常规行波管中，普遍使用的两大类慢波结构（螺旋线和耦合腔）已难以满足需要，特别是在毫米波段，二者固有的缺陷限制了它们的应用，探索新型全金属慢波线是目前行波管发展的一个重要方向，周期加载波导作为一种传统的慢波线，特别是应用在相对论行波管、返波管中，一直受到行波管研制者的关注，其中得到最广泛应用的是圆盘加载波导和波纹波导。文章对同轴膜片加载圆波导慢波结构进行了分析，得到其色散方程。

2 同轴膜片加载圆波导慢波结构

2.1 各区场的分析

2.2 界匹配条件及色散方程

应用匹配条件得到其色散方程

2.3 数值模拟及分析

为了验证以上推导的合理性，我们除了通过对式（2）进行数值计算，结构尺寸（mm）：ra=7.3，rb=16.7，rc=25.6，L=10.5，同时还利用三维电磁仿真软件HFSS对同轴膜片加载结构进行模拟计算来比较判断。图1给出了比较的结果。图1中实线是（2）的求解结果，而圆点则代表HFSS模拟值。与模拟结果相比，它们的差别也微乎其微，可以认为吻合良好，从而证明对色散的推导过程是正确有效的。

图1

3 结语

分析了一种同轴膜片加载圆波导结构，用加载区的场匹配条件以及中心互作用区与加载区的场匹配条件，获得这种同轴膜片加载圆波导慢波结构的色散方程。

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