Simulation and design of traveling-wave tubes with folded-waveguide delay lines

Abstract

In this work the design, modeling, and simulation of novel traveling-wave tubes with folded-waveguide (FW) delay lines are addressed. An FW delay line for applications in Q-band is designed, manufactured, and electrically characterized. Delay line models are refined, expanded, and implemented into an existing beam-wave interaction simulation software. This software is additionally modified to enable computationally efficient prediction of the vacuum electronic amplifier featuring this novel delay line. A convergence study is conducted and a final comparison against other verified tools confirm the approach.

In dieser Arbeit werden der Entwurf, die Modellierung und die Simulation von neuartigen Wanderfeldröhren mit gefalteten Rechteckhohlleitern als Verzögerungsleitung (VZL) behandelt. Eine solche VZL für Anwendungen im Q-Band wird entworfen, hergestellt und elektrisch vermessen. Modelle für derartige VZL werden verfeinert, erweitert und in eine existierende Strahl-Welle-Interaktionssoftware implementiert. Diese Software wird außerdem modifiziert, um eine effizientere Vorhersage des Röhrenverstärkers zu ermöglichen. Eine Konvergenzstudie wird durchgeführt und ein Vergleich mit etablierten Softwarepaketen verifizieren die Methode.