W波段空间谐波磁控管π/2模品质因数的计算

　　谐振腔品质因数是描述磁控管特性的重要参数，本文分别采用线路法和场解法对W 波段空间谐波磁控管π/2模品质因数进行计算，并与CST仿真结果进行了对比，验证了两种方法的正确性，这为W 波段空间谐波磁控管π/2模品质因数的计算提供了理论依据。

　　在谐振腔中三个量最能表现谐振腔的基本特性：固有频率，高频损耗和品质因数。品质因数是谐振腔的重要参数，它表征微波谐振腔储能能力或者频率选择的能力大小。而目前很少有文献专门对磁控管品质因数进行相应的计算，因此本文尝试推导计算π/2模空间谐波磁控管品质因数的方法。

1、品质因数的计算

　　磁控管谐振腔内部场的计算，通常有两种方法：线路法和场解法。基于此，本文利用线路法和场解法对磁控管谐振腔品质因数进行求解。

　　1.1、线路法

　　线路法中，磁控管等效电路如图1所示，由于磁控管为周期性慢波结构系统，其中任一腔体特性都相同，因此，只需计算某一个谐振腔的基本特性即可(如图2)。而谐振腔的品质因数可以表示为：

　　式中，ω为磁控管谐振频率，L为谐振腔集总电感，R为等效长线的有效电阻，因此，本文首先对这三个值进行计算。

图1　磁控管等效电路图

3、结论

　　本文利用线路法和场解法对W 波段空间谐波磁控管π/2模品质因数进行计算，并与CST仿真结果进行比较，得出三个计算结果基本吻合，验证了线路法和场解法的正确性。但由于线路法集总电感的近似处理带来较大计算误差，因此，本文认为场解法计算品质因数更为准确。