回旋行波管多模振蕩研究.pdf

1、回旋行波管是一種相對論非線性真空電子器件，其在微波毫米波以及太赫茲波段有不可替代的優(yōu)勢。其結構簡單、輸出功率高、增益高、工作頻率高、帶寬寬等優(yōu)點使得其很適合應用于雷達、通信、電子對抗、等離子體加熱等高頻高能領域。回旋行波管的高頻結構是回旋行波管的核心部件之一，它是電子注與高頻電磁波發(fā)生互作用的主要場所，也是實現(xiàn)電子注與電磁波能量轉換的主要場所。然而，由于其采用橫向互作用機理，高頻結構中很容易發(fā)生競爭模式振蕩，限制回旋行波管的性能。因此，

2、許多科研人員致力于回旋行波管多模振蕩的研究，從理論和實踐上發(fā)展出多種方法來抑制回旋行波管的多模振蕩，提高回旋行波管的工作性能。其中在高頻結構中采用介質(zhì)加載是一種使用廣泛、成熟有效的方法。
　　本文對回旋行波管的多模振蕩的理論和種類進行討論，通過對圓波導多模疊加的場方程和回旋電子運動方程聯(lián)立推導，得到回旋行波管多?；プ饔梅匠探M。同時分析回旋行波管中多種自激振蕩的原理和影響因素，考慮抑制方法。并且開發(fā)適用于回旋行波管的蟻群分裂算法，通

3、過數(shù)值優(yōu)化算法對回旋行波管的高頻結構進行仿真優(yōu)化，設計出一種W波段的分布式介質(zhì)回旋行波管高頻結構，其輸出功率達到136.63kW，效率達到28.46％，飽和增益達到51.36dB，帶寬達到7GHz。本文的主要研究工作有：
　　1.在回旋行波管自洽非線性理論中考慮多模效應，分析多?；プ饔玫碾姶挪ǚ植己碗娮幼⑦\動方程，對其進行聯(lián)立推導，得到多?；プ饔梅匠探M。
　　2.對回旋行波管中自激振蕩的種類進行討論，分析其產(chǎn)生機理、影響因素