行波管中高頻特性與非線性理論的研究.pdf

1、行波管是微波/毫米波電真空器件中最重要的器件之一，它具有高功率、高增益、高效率、寬頻帶等優(yōu)點，在通信、雷達、電子對抗等領域中得到了廣泛的應用。本論文對螺旋線慢波系統(tǒng)的高頻特性等問題進行了深入而細致的理論研究，基于螺旋帶模型，定量地分析了由介質夾持桿引入的介質損耗對慢波結構高頻特性的影響以及具有衰減器的螺旋線慢波結構的高頻特性，同時還基于一維CHRISTINE代碼，利用模擬退火算法對螺旋線慢波結構的螺距分布進行了全局優(yōu)化，從而提高了注-波

2、互作用的電子效率，增大了行波管的輸出功率。 本論文的主要工作與創(chuàng)新之處： 一、基于比螺旋導電面更精確的螺旋帶模型，討論了螺旋線慢波系統(tǒng)中由介質夾持桿引入的介質損耗對慢波系統(tǒng)的高頻特性的影響，給出了更精確的色散關系、耦合阻抗和總的衰減常數(shù)。 二、考慮空間諧波的影響，從理論上分析了具有衰減器的螺旋帶慢波系統(tǒng)的高頻特性，并進行了相應的數(shù)值模擬，定量地給出了衰減器的表面電阻率和工作頻率對衰減常數(shù)、相位常數(shù)和耦合阻抗的影響

3、，并將數(shù)值仿真得到的結果與實驗數(shù)據(jù)和由螺旋導電面模型得到的模擬結果進行了比較，同時還提出了一種新的、更精確的衰減器數(shù)學建模方式，為利用注一波互作用非線性理論更準確地預測螺旋線行波管的工作性能提供了可能。 三、系統(tǒng)地介紹了模擬退火算法的物理背景、概念、原理、應用及其改進，并且基于注-波互作用的新理論-一維的CHRISTINE代碼，引入模擬退火算法對螺距跳變螺旋線的螺距分布進行了全局優(yōu)化，從而達到提高注-波互作用電子效率和輸出功率的