回旋振蕩管高頻結(jié)構(gòu)的研究.pdf

1、高頻率、高功率是當(dāng)今回旋管發(fā)展重要方向。隨著回旋管的工作頻率進(jìn)一步提高,為了有效避免腔體尺寸加工難題,這就要求回旋管工作在高次模式。模式數(shù)的提高,將會(huì)帶來(lái)更多的模式競(jìng)爭(zhēng)。模式競(jìng)爭(zhēng)一直是回旋管研究的熱點(diǎn)。本文從耦合波理論出發(fā),明確了模式之間耦合機(jī)理。通過(guò)改變腔體的連接方式,最終優(yōu)化設(shè)計(jì)出一種有效抑制競(jìng)爭(zhēng)模式的腔體結(jié)構(gòu)。應(yīng)用該腔體結(jié)構(gòu),通過(guò)不斷優(yōu)化電子注電壓,電流,電子橫縱速度比,磁場(chǎng)等相關(guān)參量,最終得到了一組理想的電參量和設(shè)計(jì)參量。這種腔

2、體結(jié)構(gòu)能對(duì)以后的相關(guān)研究提供非常有價(jià)值的參考。下面對(duì)本文總結(jié)如下:
　　1.以回旋管多模自洽非線性理論為基礎(chǔ),推導(dǎo)了電子的運(yùn)動(dòng)方程、無(wú)源和有源一階傳輸線方程。以多模自洽非線性方程為出發(fā)點(diǎn),詳細(xì)研究了寄生模式產(chǎn)生機(jī)理。由一階傳輸線方程可知,模式之間的耦合只能減小而不能消失,這是由傳輸線方程特點(diǎn)決定的。從腔體設(shè)計(jì)的角度來(lái)講,為了有效抑制競(jìng)爭(zhēng)模式,可以通過(guò)改變腔體結(jié)構(gòu)使耦合系數(shù)盡量的減小。本文基于上述原因,對(duì)回旋管諧振腔結(jié)構(gòu)的改變做了一

3、些嘗試。
　　2.由于現(xiàn)存的三維電磁軟件對(duì)毫米波亞毫米波諧振腔的仿真計(jì)算周期太長(zhǎng),不適合腔體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。因此本文利用多模自洽非線性理論,利用Matlab語(yǔ)言編制了諧振腔的冷腔和熱腔計(jì)算模擬程序。利用現(xiàn)有的三維電磁軟件計(jì)算結(jié)果和相關(guān)報(bào)道的諧振腔具體參數(shù),對(duì)上述程序進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的驗(yàn)證。
　　3.根據(jù)前面設(shè)計(jì)的腔體結(jié)構(gòu)和相關(guān)的模擬計(jì)算程序。最終設(shè)計(jì)出了一支工作頻率在170.08GHz,工作模式為T(mén)E28.8,工作電壓為77kV,電