回旋速調放大器高頻系統(tǒng)及注-波互作用研究.pdf

1、學位論文結合到"十·五"軍事預研和高技術"863"關于回旋速調放大器技術研究重點科研項目開展工作,對Ka波段TE<,01>模回旋速調放大器高頻系統(tǒng)及注-波互作用進行專題研究和實驗研究,取得了階段性成果.1.建立了輸入諧振腔近似分析的物理模型,進行了詳細的理論分析,將近似計算與HFSS相結合,完成了輸入諧振腔結構設計、數(shù)值計算和優(yōu)化.大大縮短計算時間,獲得了高能量轉換效率,高模式純度的輸入諧振腔.2.利用分區(qū)求解、邊界場匹配方法推導出加載

2、損耗介質突變結構的場匹配復線性方程組,編制了分析計算程序,完成了加載損耗介質層的低Q高頻腔體設計與優(yōu)化.解決了現(xiàn)有高頻分析軟件如HFSS、MAFIA等不能有效地模擬損耗介質層較薄(一般比腔體尺寸小兩個數(shù)量級)的情況,數(shù)值計算結果與冷測實驗一致性好.3.回旋速調放大器注-波互作用分析可以采用自洽非線性大信號理論和粒子模擬兩種方法.該文給出了自洽非線性大信號理論分析方法,應用粒子模擬完成了注-波互作用計算和分析.研究了電子注參量、高頻輸入功

3、率及頻率、外部磁場、諧振腔頻率等對互作用效率、輸出功率及頻帶的影響,模擬中采用實際工作磁場分布,考慮了實際中多種因素的影響.因而模擬結果具有很強的針對性和實用性,較高的可靠性.4.對高平均功率輸出窗反射和吸收進行了解析分析,以藍寶石輸出窗為例,給出了降低反射的設計方法.得到了Ka波段TE<,01>高平均功率回旋速調放大器藍寶石輸出窗設計方案,其反射率小于1％,在平均輸出功率10kW時,輸出窗吸收功率僅2.5W,確保了10kW平均功率輸出