回旋放大器注波互作用的數(shù)值模擬研究.pdf

1、回旋放大器（主要指回旋速調管和回旋行波管）作為最主要的高功率毫米波放大器，所具有的高效率、高功率、高增益和寬頻帶等特性使得它們在毫米波通信、雷達、電子對抗和高功率微波武器等方面都有著及其廣闊的應用前景，屬于國際上一個研究熱點。而注波互作用的研究是設計回旋放大器的關鍵環(huán)節(jié)之一，粒子能量調制以及與高頻場的能量交換也在此過程中實現(xiàn)，互作用的強弱也直接決定著回旋放大器的各種輸出性能，因此對注波互作用的計算與模擬非常重要。在國家“十一五”計劃以及

2、國家高新技術發(fā)展計劃項目的支持下，作者開始了回旋放大器注波互作用的研究工作。
　　基于自洽非線性理論，本文主要對回旋放大器注波互作用進行了詳細深入的數(shù)值計算研究，并利用FORTRAN語言在Compag Visual Fortran6.6程序編輯平臺成功編制了擁有自主知識版權的回旋速調管注波互作用瞬態(tài)參量數(shù)值模擬軟件和回旋行波管注波互作用穩(wěn)態(tài)參量數(shù)值模擬軟件。此款軟件可以說填補了國內回旋速調放大器注波互作用參量模擬軟件的空白，也彌補

3、了國外參量模擬軟件 MAGY和MAGYKL對我國封鎖禁運造成的不便，為我國回旋放大器的研制工作提供了重要的設計工具。
　　本文的主要研究成果和所反映的工作如下：
　　1.對回旋速調放大器高頻系統(tǒng)進行了詳細深入的數(shù)值計算研究，分析了介質加載突變結構諧振腔和波導漸變開放諧振腔高頻特性隨各個結構參數(shù)的變化規(guī)律，為高頻系統(tǒng)的設計以及后面注波互作用的分析計算提供了先決條件。
　　2.詳細推導了兩種復數(shù)形式的適用于回旋速調管注波互

4、作用的瞬態(tài)場方程，建立了電子速度零散的詳細計算模型，并全面探討了調制腔、中間腔和輸出腔中注波互作用的理論模型和研究方法，為回旋速調管注波互作用數(shù)值計算的程序編制提供了堅實的理論基礎和完整的系統(tǒng)框架。
　　3.詳細深入地研究了注波互作用的數(shù)值計算流程以及中間變量的監(jiān)控方法。利用FORTRAN語言在Compag Visual Fortran6.6程序編輯平臺成功編制了擁有自主知識版權的回旋速調管注波互作用參量數(shù)值計算軟件。經(jīng)對比，發(fā)現(xiàn)