具有Bragg反射器的相對(duì)論同軸慢波結(jié)構(gòu)振蕩器研究.pdf

1、高功率微波器件是微波技術(shù)的重要研究方向，而相對(duì)論同軸波紋慢波結(jié)構(gòu)振蕩器是一種重要的且有較好發(fā)展前景的微米波器件。本文從理論分析和粒子模擬兩方面對(duì)具有Bragg反射器結(jié)構(gòu)的相對(duì)論同軸波紋慢波結(jié)構(gòu)振蕩器進(jìn)行深入研究。 由于相對(duì)論同軸波紋慢波結(jié)構(gòu)振蕩器采用同軸內(nèi)導(dǎo)體加載的慢波結(jié)構(gòu)作為高頻系統(tǒng)，對(duì)于這種振蕩器如果在電子注輸入端沒有反射器，微波能量將耦合到電子注發(fā)射區(qū)，使輻射到空間的微波能量減少；為此我們提出采用同軸波導(dǎo) Bragg反射器

2、，即在電子注的輸入端加反射器，減少進(jìn)入電子注發(fā)射區(qū)的微波，以提高器件的微波輸出功率。 通過線性理論分析了同軸波紋慢波結(jié)構(gòu)中色散特性；利用HFSS仿真軟件對(duì)反射器的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化計(jì)算；利用粒子模擬軟件模擬仿真了相對(duì)論同軸波紋慢波結(jié)構(gòu)振蕩器注波互作用的物理過程及反射器對(duì)器件工作性能的影響。 本文的主要工作如下： 1、分析了同軸內(nèi)導(dǎo)體加載慢波結(jié)構(gòu)的高頻特性。用場(chǎng)論的方法研究了同軸內(nèi)導(dǎo)體慢波系統(tǒng)中的場(chǎng)分布，利用加載區(qū)

3、的場(chǎng)匹配條件以及中心互作用區(qū)與加載區(qū)的場(chǎng)匹配條件，獲得同軸內(nèi)導(dǎo)體慢波結(jié)構(gòu)的色散方程。利用該色散方程得出的色散曲線與HFSS仿真軟件模擬結(jié)果基本一致。通過數(shù)值計(jì)算分析了不同結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)色散特性的影響。 2、采用理論分析及粒子模擬的方法研究了同軸慢波系統(tǒng)不同電壓下注波互作用的物理機(jī)理及輻射特性。研究發(fā)現(xiàn)隨著電子注電壓的不斷增加，器件的工作狀態(tài)由返波振蕩轉(zhuǎn)換到行波振蕩，在行波振蕩狀態(tài)，此時(shí)器件需工作π模附近，頻譜豐富；在返波振蕩狀態(tài)，輻