[自然科学]驻波加速器微波系统.pptVIP

驻波加速器微波传输系统分析 驻波加速器微波传输系统分析 传输线的基本知识回顾 沿线分布串联阻抗和并联导纳 Z1 = R1+jωL1 Y1 = G1+jωC1 无损条件下，可忽略R1，G1 微波频率下 ωL1＞＞ R1， ωC1＞＞G Z1 = jXL = jωL1 Y1 = jXC = jωC1 传输线的基本知识回顾 电源通过沿线的分布电感逐步向分布电容充电，形成向负载传输的电压波和电流波。 长线理论解电路方程，可求得线上分布的等效电压和电流波 ： v(z , t) , i(z , t) ? 理论分析得到的一些概念可推广应用到非TEM波的传输线系统。 * 注意：习惯将坐标原点放在 负载参考面。 传输线的基本知识回顾 纯驻波状态 纯驻波状态 入射波与反射波合成驻波 传输线的基本知识回顾 传输线的基本知识回顾 传输线的基本知识回顾 三.双口元件的散射参量 三.双口元件的散射参量 五.驻波加速器的微波传输系统 四端环流器的工作原理 驻波电子直线加速器微波传输系统的稳定性问题 驻波电子直线加速器微波传输系统的稳定性问题 驻波电子直线加速器微波传输系统的稳定性问题 微波网络分析仪测量ρ(f)曲线 . 三.双口元件的散射参量 2. 传输法测量四端环流器的S21 ~ 隔离器 L C G Tc Ta T2 T1 L1 L2 Tc T1 T2 Ta 加速管工作模在不同参考面的导纳图 f Φ(f) φo 不包圆心 φ变化=2π 不包圆心 φ变化＜π φo f φo Φ(f) Φo-π Φo+π 在磁控管输出参考面Tc 最终的输入导纳圆会有包圆心和不包圆心两种情况, 相应的反射相位φ(f)曲线也有两种类型,类似于谐振腔的过耦合及欠耦合的状态。 f φ π -π 0o 频率牵引曲线 随着φo的不同，输入反射相位曲线与磁控管的频率牵引曲线的交点会有各种类型； (a)有2或3个交点,工作不 稳定,有跳频现象; 是不稳定点. (b)有一个稳定的工作点 “类过耦合”输入反射的稳定性分析 f π 0o φ -π “类欠耦合”输入反射与磁控管频率牵引曲线易配合,稳定性较“类过耦合”好. “类欠耦合”输入反射的稳定性分析 F1 F2……… Fi ………. FN ?(F) ?i Pass-band performance curve HP83620A Sweeper A B R HP8757D RF OUT RF Computer IEEE488 Incident Sample Reflection Sample Analyzer 矢量网络分析仪测量Γ(f)曲线 3.双口网络的插入特性 ? 反射系数Γin( f ) Zo T1 S11 S22 S21 S22 T2 a2 a1 b2 b1 Γo Γ2in To Γin ? 插入衰减: 假定:源端和负载均匹配, Γg=0 Γo=0 包括:反射衰减和吸收衰减 驻波加速器微波系统特性的测量 一.加速管失谐短路参考面的导纳特性 二.传输系统各单个元件的特性测量 用矢网和标网分别测量,带宽取(2997-3000)MHz 1.用波导桥检测三个匹配负载的S11; 2.测四端环流器的 S11,S12,S21参量 3.测其他元件的S11, S21 三.测量方法: B 3 2 4 1 B R 反射波取样 入射波取样 RF 输入 校准插板 匹配负载 匹配负载 匹配负载 1.测量四端环流器的S11 R 入射波取样 RF 输入 B 入射波取样 匹配负载 B 3 2 4 匹配负载 匹配负载 1 B 入射波取样 匹配负载 R 入射波取样 RF 输入 驻波加速器微波系统特性的测量 3.测量双口元件的S11 B R 反射波取样 入射波取样 RF 输入 校准插板 匹配负载 双口元件 4. 反射法测量其他元件S12 (假定S11和S22 ＜＜1) B R 反射波取样 入射波取样 RF 输入 校准插板 金属板短路 双口元件 * 一. 传输线理论基本知识回顾 二. 谐振腔等效电路的理论分析 三. 散射网络参量的基本概念简介 四. 磁控管的频率牵引特性 五. 磁控管为源的驻波加速器微波系统的稳定性问题 六. 驻波加速器微波系统特性的测量 一.传输线理论基本知识回顾 TEM波传输线的等效电路 传输线理论的物理思想 无损理想传输线方程的一般解 工作状态分类 5. 传输线的状态参量 状态参