單頻多模磁絕緣線振蕩器的理論與實驗研究.pdf

1、在全面調研磁絕緣線振蕩器(MILO)理論的基礎上,結合器件自身工作特點,首次提出了一種可以在模式競爭時保持頻率穩(wěn)定的器件—單頻多模MILO。單頻多模MILO是一種低阻抗正交場高功率微波器件,它不僅具有MILO不需要外加磁場,體積小的優(yōu)點,還具有在模式競爭下能夠輸出穩(wěn)定頻率的高功率微波(HighPower-Microwave,HPM)的特點。能夠產生多個模式且頻率單一的微波的器件是HPM的一個新興的研究方向,首先這種器件能夠避免模式競爭引

2、起的微波頻率不純,達到更好的實驗目的,同時微波遠場具有多種模式的方向圖特點,能夠在模式競爭發(fā)生時實現大范圍的輻射,而目前國內外暫無相關的研究,因此該研究在MILO研究領域具有一定的推動作用。論文提出了單頻多模MILO的實現方式并建立了單頻多模MILO的模型,結合冷腔和熱腔的分析,優(yōu)化設計出了工作在1.22GHz的一套單頻多模MILO,并在現有的條件下開展了實驗,對不同角度的功率密度進行了測量,最終驗證了這種多種模式工作時產生單一頻率的H

3、PM的MILO的可行性。同時,論文還討論了MILO適應環(huán)境時的一些技術,提出了兩種具有特點的新型MILO。
　　 以下是論文研究的主要內容:
　　 從HPM的開始,介紹了MILO的優(yōu)點、基本原理及國內外發(fā)展現狀,介紹了MILO常用的研究方法,并闡述了單頻多模MILO的研究意義。
　　 從MILO慢波結構入手,結合器件中束波作用機理,提出了單頻多模MILO的思路。根據MILO設計時各個參數的選取方法,設計并優(yōu)化了一

4、套工作頻率為1.22GHz的L波段MILO,并通過對慢波結構2維周期化實現單頻多模輸出。利用開放腔高頻分析對單頻多模MILO的可行性進行了證明,同時對其進行了3維數值模擬:在自激發(fā)引起的模式競爭和非對稱條件引起的模式競爭下都能保持輸出微波的頻率單一。
　　 根據理論優(yōu)化設計的結果加工了一套單頻多模的磁絕緣線振蕩器,并在現有的實驗條件下建立了其實驗系統,由加速器型脈沖功率源,單頻多模MILO,真空系統,微波測試系統組成。利用多組極

5、化方向相互垂直的BJ32波導同軸轉換器對輻射空間不同角度的功率密度進行測定,然后通過積分計算出輻射功率和方向圖,從實驗上驗證了這種單頻多模MILO的可行性。
　　 為了滿足環(huán)境需求,結合理論,數值模擬和實驗研究,對L波段磁絕緣線振蕩器的陰極支撐方案進行了討論,同時對起振電壓和注入電壓的關系進行了分析。
　　 提出了兩種新型的MILO,一種是軸向分區(qū)的雙頻MILO,與角向分區(qū)雙頻不同,它分別作用在上下兩段不同周期的慢波結構