回旋振蕩管高頻結(jié)構(gòu)的研究.pdf

1、高頻率、高功率是當今回旋管發(fā)展重要方向。隨著回旋管的工作頻率進一步提高,為了有效避免腔體尺寸加工難題,這就要求回旋管工作在高次模式。模式數(shù)的提高,將會帶來更多的模式競爭。模式競爭一直是回旋管研究的熱點。本文從耦合波理論出發(fā),明確了模式之間耦合機理。通過改變腔體的連接方式,最終優(yōu)化設(shè)計出一種有效抑制競爭模式的腔體結(jié)構(gòu)。應(yīng)用該腔體結(jié)構(gòu),通過不斷優(yōu)化電子注電壓,電流,電子橫縱速度比,磁場等相關(guān)參量,最終得到了一組理想的電參量和設(shè)計參量。這種腔

2、體結(jié)構(gòu)能對以后的相關(guān)研究提供非常有價值的參考。下面對本文總結(jié)如下:
　　1.以回旋管多模自洽非線性理論為基礎(chǔ),推導(dǎo)了電子的運動方程、無源和有源一階傳輸線方程。以多模自洽非線性方程為出發(fā)點,詳細研究了寄生模式產(chǎn)生機理。由一階傳輸線方程可知,模式之間的耦合只能減小而不能消失,這是由傳輸線方程特點決定的。從腔體設(shè)計的角度來講,為了有效抑制競爭模式,可以通過改變腔體結(jié)構(gòu)使耦合系數(shù)盡量的減小。本文基于上述原因,對回旋管諧振腔結(jié)構(gòu)的改變做了一

3、些嘗試。
　　2.由于現(xiàn)存的三維電磁軟件對毫米波亞毫米波諧振腔的仿真計算周期太長,不適合腔體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。因此本文利用多模自洽非線性理論,利用Matlab語言編制了諧振腔的冷腔和熱腔計算模擬程序。利用現(xiàn)有的三維電磁軟件計算結(jié)果和相關(guān)報道的諧振腔具體參數(shù),對上述程序進行相關(guān)參數(shù)的驗證。
　　3.根據(jù)前面設(shè)計的腔體結(jié)構(gòu)和相關(guān)的模擬計算程序。最終設(shè)計出了一支工作頻率在170.08GHz,工作模式為TE28.8,工作電壓為77kV,電