同軸腔回旋自諧振脈塞（CARM）的線性研究.pdf

1、電子回旋脈塞器件——回旋自諧振脈塞(CARM)作為強功率、高效率毫米亞毫米波源,結合了傳統(tǒng)回旋管和自由電子激光的優(yōu)點,在線性加速器、等離子體加熱、雷達、通信以及電子對抗等領域有著廣泛的應用前景,因此受到了國際上的高度重視.特別是在最近20年來,不管是在理論研究還是在實驗上都取得了很大的成績.其中研究得最多的是以圓柱腔為波導的CARM振蕩器,并在實驗中取得了可觀的成績.而關于CARM放大器,人們在理論上作過很多研究,但從實驗方面而言,目前

2、只有美國麻省理工學院有相關的報導.隨著對器件輸出功率的要求越來越高,器件的散熱性能成了一個倍受關注的問題.針對目前的研究現(xiàn)狀,張世昌教授提出一種新型器件——同軸腔CARM放大器的設想.采用同軸腔波導一來可以有效地增大腔體的散熱面積,改善器件的散熱性能;二來可以有效的抑制模式之間的競爭,同時還結合了CARM放大器自身輸出功率大、效率高等優(yōu)勢.該文首先在電子回旋脈塞機理和CARM的工作原理基礎上闡述了同軸腔CARM放大器的工作機理及可實現(xiàn)性

3、;第三章從電子回旋脈塞的回旋動力學理論入手,分析了電子與波互作用機理,根據(jù)圓柱腔CARM放大器的回旋動力學理論,推導出同軸腔CARM放大器中電磁波的色散方程;然后利用FORTRAN語言分別編制出求解圓柱腔和同軸腔波導中波的色散方程的相關程序;論文的第四章通過對已有的圓柱腔CARM放大器以及回旋行波管實驗進行數(shù)值模擬,驗證了所編制程序的可靠性;在論文第五章,參考德國卡爾斯魯厄技術物理研究中心(FZK)的實驗條件,根據(jù)已有的回旋動力學理論,