[发明专利]一种耦合腔行波管群时延的抑制方法

说明书

本发明公开了一种耦合腔行波管群时延的抑制方法，包括以下步骤：S1、对耦合腔行波管进行周期长度扫描计算，得到其色散特性曲线；S2、逐渐增大耦合腔行波管的耦合槽开口角度，对每个不同耦合槽角度的耦合腔行波管分别进行周期长度扫描计算；S3、得到具有相同的相速的不同耦合槽开口角度和周期长度的耦合腔行波管结构；S4、对S3得到的耦合腔行波管结构分别进行注波互作用计算，将满足输出功率要求的情况下群时延最小的耦合槽开口角度和周期长度作为耦合腔行波管的最终结构。本发明通过合理控制耦合槽开口角度和周期长度，改善整个频带内电子注与波的同步程度，有效实现了群时延的抑制，满足了行波管放大整机对耦合腔行波管的群时延要求。

技术领域

本发明属于耦合腔行波管非线性领域，特别涉及一种耦合腔行波管群时延的抑制方法。

背景技术

耦合腔行波管一种具有高效率、高增益、高功率，良好散热能力的微波放大器，目前，数十种型号的耦合腔行波管已应用于舰载、机载弹载和地面的军事电子装备中，同时在卫星、地面通信和遥感等方面有广泛的应用。随着通信等领域对时间同步精度要求的日益提高，其精度要求已经达到1～2ns。对放大器的时间精度的要求也越来越高，而放大器的群时延会对信号传播的时延产生影响，进而影响时间同步精度和伪距测量。放大器的群时延波动已经成为时间同步的主要系统误差，然而目前对耦合腔行波管群时延抑制的研究仍然很少，其产生机理和抑制方法仍是急需解决的问题，因此非常有必要研究耦合腔行波管群时延的抑制方法，来满足现代通信及电子战的需求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于耦合槽开口角度和周期长度调整的耦合腔行波管群时延的抑制方法，在保证耦合腔行波管输出功率满足要求的前提下，通过合理控制耦合槽开口角度和周期长度，改善整个频带内电子注与波的同步程度，有效实现了群时延的抑制，能够将群时延降低到1ns以下，满足了行波管放大整机对耦合腔行波管的群时延要求。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种耦合腔行波管群时延的抑制方法，包括以下步骤：

S1、对耦合腔行波管进行周期长度的扫描计算，得到其在不同周期长度下的色散特性曲线；

S2、以每次一定的角度逐渐增大耦合腔行波管的耦合槽开口角度，对每个不同耦合槽角度的耦合腔行波管分别进行周期长度扫描计算，得到每个不同耦合槽开口角度和不同周期长度下的耦合腔行波管的色散特性曲线；

S3、对比每条色散特性曲线，得到一系列在同一频点具有相同的相速的不同耦合槽开口角度和周期长度的耦合腔行波管结构；

S4、对步骤S3得到的耦合腔行波管分别进行注波互作用计算，得到其输出功率和群时延，对比群时延结果，将满足输出功率要求的情况下群时延最小的耦合槽开口角度和周期长度作为耦合腔行波管的最终结构。

进一步地，所述步骤S4中，群时延的计算方法为：

其中，τ是群时延，Φ是场相位，f是频率。

本发明的有益效果是：本发明提出了一种基于耦合槽开口角度和周期长度调整的耦合腔行波管群时延抑制方法，在保证耦合腔行波管输出功率满足要求的前提下，通过合理控制耦合槽开口角度和周期长度，使得在工作频点处保证耦合腔高频结构相速不变的前提下控制其群速变化，改善整个频带内电子注与波的同步程度，有效实现了群时延的抑制，能够将群时延降低到1ns以下，满足了行波管放大整机对耦合腔行波管的群时延要求。

附图说明

图1为本发明的耦合腔行波管群时延的抑制方法的流程图；

图2为本发明提供的实施例中Ka波段耦合腔行波管模型图；

图3为本发明提供的实施例中Ka波段耦合腔行波管在两组不同参数下的归一化相速图；