徑向三腔渡越時(shí)間振蕩器理論與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、渡越輻射器件具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，效率高等特點(diǎn)，因此它們?cè)诒姸嗟母吖β饰⒉ㄔ粗芯哂刑厥獾奈Γ怯捎趥鹘y(tǒng)的軸向渡越輻射器件的阻抗較高(幾十甚至上百Ω)，器件的峰值功率受到限制。在高功率微波源低阻抗、高功率、高效率的發(fā)展需求下，如何降低器件的阻抗，提高輸出功率成為渡越輻射器件的研究重點(diǎn)內(nèi)容。
　　 利用徑向結(jié)構(gòu)空間電荷效應(yīng)小、空間電荷限制流大的特點(diǎn)，基于三腔渡越時(shí)間振蕩器，提出了一種新型低阻抗高功率微波器件——徑向三腔渡越時(shí)間振蕩器(

2、柵網(wǎng)結(jié)構(gòu))，理論效率35％，CHIPIC程序粒子模擬獲得了平均功率7.4GW的微波輸出，束波互作用效率27.4％，阻抗7.5Ω；考慮到徑向結(jié)構(gòu)中的環(huán)形柵網(wǎng)加工困難、且會(huì)限制器件的功率容量，提出了邊加載結(jié)構(gòu)徑向三腔渡越時(shí)間振蕩器，粒子模擬給出的束波互作用效率達(dá)33.3％；又根據(jù)三維理論的研究，提出了改進(jìn)型徑向三腔渡越時(shí)間振蕩器，理論效率超過(guò)50％，粒子模擬效率達(dá)47.4％。本文主要從理論分析和粒子模擬兩方面深入細(xì)致地研究了徑向三腔渡越時(shí)間

3、振蕩器的基本原理。所做的主要工作和貢獻(xiàn)如下：
　　 一、提出了徑向三腔渡越輻射振蕩器包括柵網(wǎng)結(jié)構(gòu)、邊加載結(jié)構(gòu)(含改進(jìn)型邊加載結(jié)構(gòu))。
　　 二、采用近似手段首次將Floquet定理應(yīng)用到徑向結(jié)構(gòu)，并對(duì)徑向三腔渡越時(shí)間振蕩器包括柵網(wǎng)結(jié)構(gòu)和邊加載結(jié)構(gòu)的慢波系統(tǒng)進(jìn)行高頻特性分析，獲得了色散方程。以柵網(wǎng)結(jié)構(gòu)為例，對(duì)色散方程進(jìn)行了數(shù)值求解和誤差分析，獲得了該方法適用范圍。
　　 三、將一維理論應(yīng)用于徑向三腔渡越時(shí)間振蕩器的