8mm二次諧波三腔回旋速調管放大器的研究.pdf

1、首先系統(tǒng)地分析了諧波回旋速調管放大器中注-波互作用的物理機制.基于等效電路模型分析,擴展了諧波回旋速調管放大器的小信號分析理論,獲得了諧波回旋速調管放大器的小信號增益和各諧振腔中電子注負載電導的計算公式.結合小信號分析和選模問題,以及諸如輸出腔壁的損耗、空間電荷效應等影響因素的設計考慮,確定了8mm二次諧波三腔回旋速調管放大器的基本設計參數(shù).此外,根據(jù)線性分析理論,研究了放大器各諧振腔的起振條件,初步分析了放大器的帶寬特性等.這些工作為

2、8mm二次諧波回旋速調管放大器注-波互作用電路的設計,提供了基本的理論參考.利用高頻結構模擬軟件HFSS,完成了8mm二次諧波三腔回旋速調管放大器高頻系統(tǒng)的模擬計算,確定了輸入腔、群聚腔和輸出腔的基本工作參數(shù);優(yōu)化設計了放大器的輸出腔結構.基于MAGIC軟件,成功開發(fā)出應用于諧波回旋速調管放大器的PIC(Particle-In-Cell)粒子模擬程序.通過PIC粒子模擬,對8mm二次諧波三腔回旋速調管放大器的注-波互作用進行了詳細的模擬

3、計算,獲得了比較準確的電磁波和粒子互作用的輸出圖像.研究了影響放大器互作用輸出特性的因素,諸如電子注參數(shù)對效率的影響、輸入功率對增益的影響以及工作磁場的變化對放大器輸出功率和帶寬平衡關系的影響等.計算結果與相關報道的實驗結果一致.該文對實際設計的放大器結構中注-波互作用進行了計算,獲得了比較理想的結果,對進一步的優(yōu)化設計和實際制管很有指導意義.該文還結合PIC模擬計算,比較詳細地分析了工程上抑制放大器中雜模振蕩的方法,對實際工程應用具有

4、一定的參考意義.基于耦合模理論,比較詳細地分析了漸變波導中模式的耦合特性.研究了在弱耦合條件下,漸變圓柱波導中傳輸模式可能激勵的主要雜模的判定條件和有限長度漸變波導中實現(xiàn)雜模相消干擾的條件,獲得了主要雜模幅度的簡化計算公式和漸變波導輪廓曲線的計算公式.重點研究了Dolph-Chebychev漸變波導的模式耦合特性.通過高頻計算,對比分析了一種近似線性的漸變波導,一種上變正弦分布的非線性漸變波導以及一種改進的Dolph-Chebychev