95GHz回旋振蕩管高頻結(jié)構(gòu)的設(shè)計與研究.pdf

1、回旋管是一種能夠產(chǎn)生高功率微波的電真空器件，回旋管的研制始于等離子體磁約束聚變中對高功率、高頻率微波源的需求?；匦艹跗陔A段研究發(fā)現(xiàn)，回旋管相比于傳統(tǒng)電真空器件和半導(dǎo)體器件在毫米波，亞毫米波微波源具有無可比擬的優(yōu)勢。目前，回旋管已經(jīng)成功的應(yīng)用于等離子體加熱，醫(yī)學(xué)技術(shù)，材料加工等領(lǐng)域，回旋管應(yīng)用的新的技術(shù)領(lǐng)域如金屬連接，行星防御等也正處于探索開發(fā)階段。工作頻率為95GHz的回旋管可以作為回旋共振離子源用于產(chǎn)生等離子體，在大氣中用于能量定向

2、輻射，本文針對95GHz單腔回旋振蕩管進(jìn)行了設(shè)計與研究，研究內(nèi)容如下：
　　（1）理論分析，利用線性理論對色散方程求解，計算起振電流，研究回旋管工作參數(shù)的選定方式及依據(jù)；利用近似非線性理論分析注-波互作用效率，根據(jù)效率確立互作用段長度；研究開放式諧振腔時域分析法的求解過程以及高頻結(jié)構(gòu)基本特性。
　?。?）實際模型建立及模擬計算，確立工作頻率為95GHz，根據(jù)耦合系數(shù)選定工作模式為 TE5,3，計算腔體半徑，電子注引導(dǎo)中心半徑

3、，利用時域分析法進(jìn)行冷腔分析，基于 Q及諧振頻率優(yōu)化確立最終腔體結(jié)構(gòu)；結(jié)合腔體中場分布特性計算起振電流，分析色散曲線，確立工作參數(shù)的大致范圍；利用大信號理論編寫注-波互作用程序，研究腔體結(jié)構(gòu)參數(shù)和回旋管工作參數(shù)對注-波互作用效率的影響，選定最終腔體結(jié)構(gòu)參數(shù)和外部工作參數(shù)進(jìn)行進(jìn)一步研究。
　?。?）效率優(yōu)化，首先簡要分析回旋管各功能部分對最終工作效率的影響，研究腔體的歐姆損耗與互作用效率的關(guān)系，結(jié)合已經(jīng)建立的初始結(jié)構(gòu)，然后提出效率優(yōu)