針對在高頻率、高效率、低磁場以及低電壓工作方面具有自身獨(dú)特優(yōu)勢的擴(kuò)展互作用速調(diào)管( EIK) 諧振系統(tǒng)進(jìn)行了研究，主要目的是在保持其已有優(yōu)勢的情況下增加帶寬。在EIK 諧振系統(tǒng)研究的基礎(chǔ)上，通過優(yōu)化慢波結(jié)構(gòu)和諧振腔來達(dá)到增加其帶寬的目的。在此基礎(chǔ)上完成了帶寬為2.8 GHz，工作在2P模式的寬帶EIK 諧振系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

　　W波段作為毫米波大氣窗口之一，位于毫米波到亞毫米波的結(jié)合區(qū)域，其在新一代寬帶通信、空間通訊、精確制導(dǎo)、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)以及高分辨率雷達(dá)等方面有著廣泛的應(yīng)用。能否發(fā)展出一種結(jié)構(gòu)緊湊、高功率密度的小型化W 波段放大器對該頻段的發(fā)展和應(yīng)用具有重要意義。同時，這也是真空電子技術(shù)向亞毫米波甚至太赫茲頻段擴(kuò)展的必經(jīng)之路。目前,真空電子技術(shù)領(lǐng)域的W 波段高功率放大器主要是由行波管來實(shí)現(xiàn)，行波管連續(xù)波輸出功率水平在幾十瓦左右，脈沖功率可以達(dá)到千瓦級。對于行波管來說，由于受到互作用電路尺寸的限制，慢波結(jié)構(gòu)較長，同時功率容量有限，要實(shí)現(xiàn)千瓦級至數(shù)十千瓦級的連續(xù)波輸出相當(dāng)困難。

　　擴(kuò)展互作用速調(diào)管(EIK) 在寬頻帶、高頻率、高效率、低磁場以及低電壓工作方面，具有自身獨(dú)特優(yōu)勢，可以實(shí)現(xiàn)小型化，其在導(dǎo)彈導(dǎo)引頭、地面和空間高分辨雷達(dá)系統(tǒng)、寬帶通信等方面具有廣泛的應(yīng)用空間。目前加拿大CPI 公司在W 波段已實(shí)現(xiàn)峰值功率3 kW，連續(xù)波功率100 W 的EIK 管型。為獲得寬帶EIK，通常是在同一個腔體內(nèi)引入多間隙結(jié)構(gòu)，使得EIK工作在多個模式，有報(bào)道稱采用這種方式的95 GHz 寬帶多模EIK 的工作帶寬可達(dá)到2.25GHz。

　　本文對EIK 進(jìn)行了研究，通過對擴(kuò)展互作用諧振腔中兩個主要因素: 慢波結(jié)構(gòu)和諧振腔的研究，指出了可通過優(yōu)化慢波結(jié)構(gòu)和諧振腔來增加其帶寬的方法。在此基礎(chǔ)上完成了帶寬為2.8GHz，工作在2P模式的寬帶EIK 諧振系統(tǒng)設(shè)計(jì)，對諧振系統(tǒng)的理論與仿真結(jié)果一致，滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)。

結(jié)論

　　本文針對W 波段寬帶EIK 諧振系統(tǒng)進(jìn)行了研究，通過采用準(zhǔn)周期結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了W 波段的寬帶EIK 諧振系統(tǒng)，同時指出了增加帶寬對慢波電路的耦合阻抗和整管工作效率的影響。在此基礎(chǔ)上對具有耦合輸入結(jié)構(gòu)的EIK 諧振系統(tǒng)進(jìn)行了仿真，結(jié)果表明該諧振系統(tǒng)的帶寬達(dá)2.8GHz，滿足工作帶寬大于2GHz 的W 波段EIK 設(shè)計(jì)指標(biāo)。目前加工圖紙已交加工方，待完成后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測試。