G波段空间行波管输出窗模拟及可靠性分析
作者:
作者单位:

1.北京工业大学 樊恭烋荣誉学院,北京 100024;2.中国科学院 空天信息创新研究院,北京 100094;3.北京工业大学 材料与制造学院,北京 100024

作者简介:

刘湘鹏(2004-),男,在读硕士研究生,主要研究方向为毫米波太赫兹领域成像及相关研究.email:259680 3097@qq.com.
夏公傲(1998-),男,在读硕士研究生,主要研究方向为太赫兹行波管.
靳职昊(1995-),男,硕士,助理研究员,主要研究方向为太赫兹行波管.
杨韵斐(1991-),男,博士,助理研究员,主要研究方向为热电子发射材料.
王金淑(1968-),女,博士,教授,主要研究方向为难熔金属材料.

通讯作者:

基金项目:

国家自然科学基金资助项目(U22A2020,U2341209)

伦理声明:



Simulation and reliability analysis of G-band space Traveling Wave Tube output window
Author:
Ethical statement:

Affiliation:

1.Fangongxiu Honors College,Beijing University of Technology, Beijing 100024,China;2.Aerospace Information Research Institute,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100094,China;3.Faculty of Materials and Manufacturing,Beijing University of Technology,Beijing 100024,China

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    摘要:

    G波段行波管主要依靠系统的高频结构来实现高频率电磁波的放大和输出。输出窗是行波管高频系统的主要组成部分和关键结构之一,其设计的好坏会影响高频电磁波的正常输出和辐射,尤其是窗片尺寸、波导长度等。为了检验输出窗在实际运行时可能出现的失效问题,需要对输出窗结构进行可靠性分析,以检验结构的可靠性。通过在CST软件中的仿真,模拟了用于G波段百瓦量级行波管的输出窗,并给出了S参数的模拟和实验结果,两者趋势基本一致。为了验证设计输出窗结构的可靠性,进行了一系列的热分析和振动分析,给出了相应的模态和随机振动分析结果。仿真结果表明其安全裕度(MS)符合要求。

    Abstract:

    G-band Traveling Wave Tube(TWT) mainly uses the high-frequency structure to amplify and radiate the high-frequency electromagnetic wave. The output window is one of the main components in the high-frequency system of a traveling-wave tube. The quality of its design affects the normal output and radiation of high-frequency waves, particularly in terms of critical parameters such as window dimensions or waveguide length. To detect potential failure during actual operation, reliability analysis of the output window structure must be conducted to validate its robustness. This paper presents the design of an output window for a G-band hundred-watt TWT, along with its simulation and experimental S-parameter results, and those results are in agreement with each other. To verify the structural reliability of the designed output window, comprehensive thermal analysis and vibration analysis were performed. Corresponding modal and random vibration analysis results are provided, demonstrating that its Margin of Safety(MS) meets specified requirements.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

刘湘鹏,夏公傲,靳职昊,杨韵斐,王金淑. G波段空间行波管输出窗模拟及可靠性分析[J].太赫兹科学与电子信息学报,2025,23(9):919~927

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  • 收稿日期:2025-01-10
  • 最后修改日期:2025-06-16
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  • 在线发布日期: 2025-10-10
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