熱電子注狀態(tài)下螺旋線行波管的電磁特性.pdf

1、行波管是一類十分重要的微波/毫米波電真空器件，具有高功率、高增益、高效率、寬頻帶等優(yōu)勢，廣泛應用在通訊、雷達、電子對抗等現(xiàn)代軍事電子設備中。對行波管電磁特性的研究通常忽略了電子注對電磁波傳播的影響，通過研究冷電壓駐波比和冷高頻特性來衡量行波管的電磁特性。實際上，在行波管正常工作情況下，電子注的存在必然會影響電磁波的傳播狀態(tài)。熱狀態(tài)下的電磁特性與冷狀態(tài)下的電磁特性產(chǎn)生偏離。如何精確分析電子注對行波管電磁特性的影響，直接影響到后續(xù)注波互作用

2、分析的精確性，并在一定程度上成為理論分析與實驗測量之間誤差的重要來源。本文以一寬帶行波管為例，重點分析電子注對行波管電磁特性的影響。本文的主要工作和創(chuàng)新包括：
　　1.電子注等效媒質分析。以麥克斯韋方程和電子流體力學為基礎，采用等效媒質的處理方法分別研究無窮磁場聚焦下和周期磁場聚焦下縱向傳輸?shù)碾娮幼?。將無窮磁場下的電子注等效為一單軸、互易、各向異性的介電張量媒質。周期磁場聚焦下的電子注等效為一種雙各向異性媒質，不僅介電率和磁導率都

3、為張量，且具有手征特性。在此基礎上進行數(shù)值模擬，分析電子注相關參數(shù)對等效媒質的影響。
　　2.螺旋線行波管電磁特性理論分析。采用螺旋導面模型，分別對未加載電子注與加載電子注的螺旋線行波管進行分析，得到相對應的色散特性、耦合阻抗及特性阻抗，并與冷狀態(tài)下的結果進行對比，驗證理論推導的正確性。在電子注加載情況下，重點分析了電子注電壓、電子注電流和電子注半徑對電磁特性的影響，為分析電子注加載對行波管電磁特性的影響提供理論基礎。