回旋放大器注波互作用的數(shù)值模擬研究.pdf

1、回旋放大器（主要指回旋速調(diào)管和回旋行波管）作為最主要的高功率毫米波放大器，所具有的高效率、高功率、高增益和寬頻帶等特性使得它們在毫米波通信、雷達(dá)、電子對抗和高功率微波武器等方面都有著及其廣闊的應(yīng)用前景，屬于國際上一個(gè)研究熱點(diǎn)。而注波互作用的研究是設(shè)計(jì)回旋放大器的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，粒子能量調(diào)制以及與高頻場的能量交換也在此過程中實(shí)現(xiàn)，互作用的強(qiáng)弱也直接決定著回旋放大器的各種輸出性能，因此對注波互作用的計(jì)算與模擬非常重要。在國家“十一五”計(jì)劃以及

2、國家高新技術(shù)發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目的支持下，作者開始了回旋放大器注波互作用的研究工作。
　　基于自洽非線性理論，本文主要對回旋放大器注波互作用進(jìn)行了詳細(xì)深入的數(shù)值計(jì)算研究，并利用FORTRAN語言在Compag Visual Fortran6.6程序編輯平臺成功編制了擁有自主知識版權(quán)的回旋速調(diào)管注波互作用瞬態(tài)參量數(shù)值模擬軟件和回旋行波管注波互作用穩(wěn)態(tài)參量數(shù)值模擬軟件。此款軟件可以說填補(bǔ)了國內(nèi)回旋速調(diào)放大器注波互作用參量模擬軟件的空白，也彌補(bǔ)

3、了國外參量模擬軟件 MAGY和MAGYKL對我國封鎖禁運(yùn)造成的不便，為我國回旋放大器的研制工作提供了重要的設(shè)計(jì)工具。
　　本文的主要研究成果和所反映的工作如下：
　　1.對回旋速調(diào)放大器高頻系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)深入的數(shù)值計(jì)算研究，分析了介質(zhì)加載突變結(jié)構(gòu)諧振腔和波導(dǎo)漸變開放諧振腔高頻特性隨各個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化規(guī)律，為高頻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及后面注波互作用的分析計(jì)算提供了先決條件。
　　2.詳細(xì)推導(dǎo)了兩種復(fù)數(shù)形式的適用于回旋速調(diào)管注波互

4、作用的瞬態(tài)場方程，建立了電子速度零散的詳細(xì)計(jì)算模型，并全面探討了調(diào)制腔、中間腔和輸出腔中注波互作用的理論模型和研究方法，為回旋速調(diào)管注波互作用數(shù)值計(jì)算的程序編制提供了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)和完整的系統(tǒng)框架。
　　3.詳細(xì)深入地研究了注波互作用的數(shù)值計(jì)算流程以及中間變量的監(jiān)控方法。利用FORTRAN語言在Compag Visual Fortran6.6程序編輯平臺成功編制了擁有自主知識版權(quán)的回旋速調(diào)管注波互作用參量數(shù)值計(jì)算軟件。經(jīng)對比，發(fā)現(xiàn)