回旋管準(zhǔn)光模式變換器的設(shè)計(jì)與優(yōu)化.pdf

1、隨著高功率微波技術(shù)的發(fā)展以及ITER計(jì)劃的展開，高功率微波源朝更高功率和更高頻率的方向發(fā)展，并且高功率回旋管作為微波源已經(jīng)越來越受到人們的重視。對于回旋管中的高階工作模式，普通的波導(dǎo)模式變換器已經(jīng)不再適用，發(fā)展研究準(zhǔn)光模式變換器已經(jīng)變成一種趨勢。國外對準(zhǔn)光模式變換器的研究已經(jīng)日臻成熟，而國內(nèi)對該技術(shù)的研究才剛起步，不過近些年國家已經(jīng)加大對該技術(shù)的重視。本文主要研究高功率回旋管（輸出功率達(dá)到MW級）中的準(zhǔn)光模式變換器。
　　本論文首

2、先分析了該論文的研究背景和意義，對回旋管的工作原理及其應(yīng)用做了簡單介紹，并對波導(dǎo)模式變換器和準(zhǔn)光模式變換器做了詳細(xì)分析。對目標(biāo)場分布高斯分布做了簡介，并對高斯基模場分布特性作了分析。基于幾何光學(xué)理論對圓波導(dǎo)輻射器內(nèi)的波束傳播特性進(jìn)行分析。對Vlasov輻射器和Denisov輻射器工作原理進(jìn)行了理論推導(dǎo)，并設(shè)計(jì)了相同工作頻率和相同工作模式的Vlasov輻射器和Denisov輻射器，進(jìn)行了特性比較。對于鏡面系統(tǒng)基于幾何光學(xué)理論構(gòu)造了準(zhǔn)橢圓柱

3、面鏡和橢圓拋物面鏡的結(jié)構(gòu)，對矢量衍射理論和相位校正理論進(jìn)行了詳細(xì)分析，并對標(biāo)量轉(zhuǎn)換效率和矢量轉(zhuǎn)換效率進(jìn)行了介紹。
　　結(jié)合數(shù)值模擬程序和電磁仿真軟件設(shè)計(jì)了一款工作頻率140GHz，工作模式TE22,6的Denisov準(zhǔn)光模式變換器，經(jīng)過數(shù)值模擬優(yōu)化得到Denisov輻射器和鏡面系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行數(shù)值仿真和電磁仿真，通過比對表明數(shù)值仿真結(jié)果和電磁仿真結(jié)果相一致。對輸出窗處的場分布在幅度和相位上進(jìn)行分析，得到該場分布的束腰半徑、基模高