等離子體加載盤荷波導(dǎo)慢波系統(tǒng)的線性理論研究.pdf

1、人們一直尋求具有寬頻帶、大功率、弱色散的行波管慢波系統(tǒng)，對(duì)它的研究可追溯到20世紀(jì)50年代。由于在軍事和民用上的廣闊應(yīng)用前景，吸引了一批學(xué)者從事研究，特別是近年來(lái)，得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。 盤荷波導(dǎo)是一種歷史悠久的慢波結(jié)構(gòu)。在圓波導(dǎo)中周期性的放置導(dǎo)體圓盤就成為盤荷波導(dǎo)，它可分為帶中心孔和邊緣孔的兩種。帶中心孔的盤荷波導(dǎo)是直線加速器中廣泛應(yīng)用的慢波結(jié)構(gòu)，近年來(lái)，由于盤荷波導(dǎo)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸較大，散熱性能好，工作穩(wěn)定性好，也應(yīng)用于高功率相對(duì)

2、論行波管領(lǐng)域。近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)在微波器件中填充了等離子體后，器件的輸出功率和互作用效率得到顯著提高，同時(shí)等離子體還可改善電子注的傳輸質(zhì)量。 本論文中研究了等離子體填充的盤荷波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)。采用線性理論導(dǎo)出了色散關(guān)系，編寫(xiě)了數(shù)值計(jì)算程序，并進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算，得出了帶寬、效率、功率和尺寸之間的關(guān)系，從而提出對(duì)新型慢波線的改進(jìn)和設(shè)計(jì)依據(jù)，發(fā)現(xiàn)拓寬帶寬和提高功率的途徑。本論文的主要工作和貢獻(xiàn)在于： 一、首先在盤荷波導(dǎo)理論的基礎(chǔ)上，

3、嚴(yán)格分析填充等離子體后的各區(qū)場(chǎng)表達(dá)式，利用邊界條件和函數(shù)的正交性推導(dǎo)出對(duì)應(yīng)的色散方程和耦合阻抗表達(dá)式，并通過(guò)數(shù)值模擬計(jì)算，詳細(xì)討論了該結(jié)構(gòu)的幾何參數(shù)對(duì)色散方程和耦合阻抗的影響。 二、對(duì)等離子體加載盤荷波導(dǎo)注波互作用的線性理論進(jìn)行了研究?？紤]實(shí)心電子注，分區(qū)求出各區(qū)慢電磁波的場(chǎng)方程，然后利用邊界條件，用嚴(yán)格的場(chǎng)匹配方法，經(jīng)過(guò)一系列的推導(dǎo)得到了考慮空間電荷效應(yīng)的“熱”色散方程。作為大功率的行波管，我們考慮了電子注的相對(duì)論效應(yīng)，數(shù)值求