同軸波導(dǎo)和開放式同軸諧振腔結(jié)構(gòu)偏心問題的模擬研究.pdf

1、長脈沖及連續(xù)波兆瓦( MW)級回旋管(含振蕩器、放大器)的散熱問題，直接關(guān)系到器件的穩(wěn)定性，甚至可能導(dǎo)致器件不能正常工作。解決的辦法是使用大橫向尺寸高階模式，但由此卻帶來了模式競爭等新問題。目前，國際上同時解決散熱和模式競爭問題的普遍做法是：在圓柱波導(dǎo)或開放式圓柱諧振腔中插入一根內(nèi)導(dǎo)體柱，構(gòu)成同軸波導(dǎo)或開放式同軸諧振腔。其顯著優(yōu)點(diǎn)是：可以稀化本征模式譜，增大模式之間的分隔度，提高腔體的選模、選頻特性，從而有效地解決模式競爭問題；而且，還

2、有利于相對論電子束的降壓回收。 在工程實(shí)施中，同軸結(jié)構(gòu)的安裝調(diào)試不可能達(dá)到理想的要求，內(nèi)外導(dǎo)體不可避免會發(fā)生結(jié)構(gòu)偏心。所以，很有必要研究內(nèi)外導(dǎo)體偏心對同軸波導(dǎo)和開放式同軸諧振腔電磁性能的影響，為工程提供參考。本碩士學(xué)位論文從理論分析、數(shù)值模擬和軟件仿真三個方面，對同軸波導(dǎo)和開放式同軸諧振腔結(jié)構(gòu)偏心問題進(jìn)行較深入全面的研究。主要內(nèi)容包括： 首先，第一章扼要闡述了同軸結(jié)構(gòu)的發(fā)展研究狀況和本論文的意義、內(nèi)容以及創(chuàng)新點(diǎn)。

3、 然后，在第二章介紹了同軸波導(dǎo)、同軸諧振腔、開放式諧振腔以及開放式同軸諧振腔的基本電磁理論。第三章主要介紹了論文使用的仿真工具——三維電磁仿真軟件HFSS和CST。 接著，第四章研究了偏心對同軸波導(dǎo)基本電磁特性的影響。主要利用三維電磁仿真軟件HFSS和CST分別分析了平行偏心和傾斜偏心對同軸波導(dǎo)場分布、本征值和s參數(shù)的影響。 最后，在第五章深入分析了開放式同軸諧振腔內(nèi)導(dǎo)體偏心的兩種情況對諧振腔電磁性能的影響。研究過程中我

4、們主要利用軟件CST仿真了偏心情況對開放式同軸諧振腔的場分布、諧振頻率以及品質(zhì)因數(shù)的影響。 本論文對內(nèi)外導(dǎo)體偏心情況下的同軸波導(dǎo)和開放式同軸諧振腔進(jìn)行的研究，其主要創(chuàng)新點(diǎn)是： 1.運(yùn)用三維電磁模擬軟件CST對內(nèi)外導(dǎo)體具有傾斜偏心的同軸波導(dǎo)性能的數(shù)值模擬結(jié)果表明：隨著傾斜偏心度α的逐漸增大，傾斜偏心同軸波導(dǎo)的S2，1參數(shù)和電場的幅值減小，但減小的幅度不是很明顯，甚至可以忽略不計。但是，當(dāng)偏心度α增大到1°時，同軸波導(dǎo)TEM