曲折波導(dǎo)行波管互作用研究.pdf

1、行波管是真空電子器件中最常見又必不可少的成員之一，經(jīng)常被應(yīng)用于軍事裝備系統(tǒng)中。慢波結(jié)構(gòu)是行波管最核心的部件，慢波結(jié)構(gòu)性能的好壞直接決定了整個(gè)行波管的性能。曲折波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)是一種新型的慢波結(jié)構(gòu)，與傳統(tǒng)的螺旋線結(jié)構(gòu)和耦合腔結(jié)構(gòu)相比，既具有螺旋線慢波結(jié)構(gòu)的寬頻帶特性，又有耦合腔結(jié)構(gòu)功率容量大的特點(diǎn)。目前對(duì)曲折波導(dǎo)的非線性互作用研究主要是通過三維粒子模擬來實(shí)現(xiàn)的，但是該種方法計(jì)算較慢，設(shè)計(jì)周期長。本文旨在建立快速計(jì)算曲折波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)非線性互作用

2、特性平臺(tái)，簡化設(shè)計(jì)步驟，縮短設(shè)計(jì)周期。
　　本文以曲折波導(dǎo)互作用研究為課題，研究了等效線路模型，一維非線性互作用，二維非線性互作用等，主要研究內(nèi)容分為以下三個(gè)部分。
　　1.以曲折波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象，詳細(xì)介紹了曲折波導(dǎo)等效模型的劃分及如何等效，并得到等效電路的元件值。通過等效線路模型，從傳輸線理論出發(fā)，利用級(jí)聯(lián)轉(zhuǎn)移矩陣的方法，分析了曲折波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)色散、耦合阻抗、損耗、以及R/Q的值。另外還將等效電路的分析結(jié)果和常用的電

3、磁仿真軟件HFSS計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了比較，從而驗(yàn)證等效電路的可靠性。
　　2.從拉格朗日分析出發(fā)，得到電子學(xué)方程、線路場方程、空間電荷場方程的表達(dá)式，建立起了一維非線性互作用理論。在Matlab中采用龍格庫塔方法聯(lián)立求解幾個(gè)方程，得到計(jì)算曲折波導(dǎo)非線性互作用的一維程序。該程序能粗略估算曲折波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的非線性互作用特性。
　　3.為了提高程序計(jì)算精度，將耦合腔級(jí)聯(lián)模型應(yīng)用于曲折波導(dǎo)，建立了二維非線性互作用理論，并基于該理論在 M