3mm波段二次諧波漸變復(fù)合腔回旋管注—波互作用的研究.pdf

1、高功率微波技術(shù)是本世紀(jì)末七十年代興起得一門邊緣學(xué)科。由于科學(xué)研究和軍事對(duì)更高功率、更高能量、更高頻率微波源的不斷需求，這門學(xué)科得以迅猛發(fā)展并受到廣泛重視。現(xiàn)在，它被廣泛應(yīng)用在軍事、科學(xué)研究、工業(yè)加工、新材料制備以及醫(yī)學(xué)、生物學(xué)等方面。 回旋脈塞器件-回旋管作為大功率毫米波源，是一種能產(chǎn)生高功率微波的器件。對(duì)于等離子體加熱、先行加速器、雷達(dá)、通訊及電子對(duì)抗、微波武器等領(lǐng)域有很大應(yīng)用價(jià)值。由此，受到了世界各國(guó)的高度重視，特別是在這三

2、十年來，回旋管得到了快速發(fā)展，成為研究的熱門方向。 在我國(guó)，中國(guó)電子科技大學(xué)在70年代后期，劉盛綱院士開辟了回旋脈塞器件的研究方向。此后，在李宏福教授帶領(lǐng)下的課題組也對(duì)回旋管進(jìn)行了大量的研究工作，并在“九·五”期間，成功地研制出了世界上第一支8mm三次諧波永磁包裝回旋管。 而目前在國(guó)際上，不僅8mm波段的研究早已如火如荼，對(duì)于3mm波段回旋器件的研究也早已經(jīng)開展起來。對(duì)于較短的毫米波-3mm波段而言，它具有自己獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)

3、，在雷達(dá)、微波武器、等離子體加熱等方面都具有其廣泛的應(yīng)用。但是，目前在國(guó)內(nèi)至今還沒有發(fā)現(xiàn)，對(duì)于3mm波段二次諧波漸變復(fù)合腔回旋管的研究報(bào)道。因而，本文的創(chuàng)新之處在于，應(yīng)用非線性理論首次對(duì)頻率為94GHZ的3mm波段二次諧波漸變結(jié)構(gòu)復(fù)合腔回旋管中的多模注-波互作用進(jìn)行了研究和計(jì)算模擬，為研制3mm波段二次諧波漸變結(jié)構(gòu)復(fù)合腔回旋管提供了可靠依據(jù)。 具體工作如下：1、首先，從耦合波理論出發(fā)推導(dǎo)出具有軸對(duì)稱結(jié)構(gòu)的波導(dǎo)開放式諧振腔中高頻駐

4、波場(chǎng)幅值縱向分布所滿足的普適方程，并采用常用方法處理漸變復(fù)合腔的其他部分，并在適當(dāng)?shù)倪吔鐥l件下對(duì)該方程進(jìn)行了分析。 2、采用了自洽的非線性方法處理注-波互作用的非線性過程：在互作用過程中，既考慮場(chǎng)對(duì)電子注的作用，又考慮電子注對(duì)場(chǎng)的作用，并推導(dǎo)出了互作用的電子運(yùn)動(dòng)方程和場(chǎng)方程。 3、建立了漸變復(fù)合腔回旋管的自洽非線性理論模型，該模型考慮了電子和高頻場(chǎng)的互作用?；诮⒌睦碚撃Ｐ?，我們利用自主開發(fā)的高次諧波漸變復(fù)合腔回旋管多