回旋管準(zhǔn)光模式變換器的研究及優(yōu)化.pdf

1、上世紀(jì)50年代，高功率微波逐漸成為熱點(diǎn)話題。高功率微波系統(tǒng)主要由以下幾個(gè)部分構(gòu)成：高功率微波源、模式變換和傳輸、發(fā)射和接收系統(tǒng)。并且涵蓋了眾多領(lǐng)域：等離子體回旋共振加熱、高分辨率雷達(dá)、定向能武器等等，已經(jīng)有很多學(xué)者做過(guò)大量研究。高功率微波源之于整個(gè)高功率微波系統(tǒng)相當(dāng)于心臟之與整個(gè)人體，尤為關(guān)鍵重要，它的性能優(yōu)良與否直接決定著整個(gè)系統(tǒng)的性能。隨著ITER計(jì)劃的深入展開(kāi)，高功率微波源被提出更高的要求?；匦芤?yàn)樵诟吖β饰⒉ㄔ搭I(lǐng)域里所展現(xiàn)出的

2、優(yōu)良特性，受到了越來(lái)越多的重視。由于傳統(tǒng)的模式變換器很難應(yīng)用在工作模式為高階模的回旋管中，基于幾何光學(xué)和耦合波理論的準(zhǔn)光模式變換器的研究就顯得十分必要。
　　本文對(duì)研究高功率回旋管準(zhǔn)光模式變換器所需要的理論進(jìn)行了推導(dǎo)，基于幾何光學(xué)和模式耦合的理論，分析輻射器內(nèi)的波束傳播特性。通過(guò)對(duì)比Vlasov輻射器和Denisov輻射器的工作特性，結(jié)果表明Denisov輻射器更適合高功率回旋管中的模式變換器。然后對(duì)模式轉(zhuǎn)換器的聚焦鏡面系統(tǒng)、矢量

3、衍射理論和相位校準(zhǔn)算法做了相關(guān)分析。
　　接著本文結(jié)合自主編寫(xiě)的Matlab數(shù)值計(jì)算程序和FEKO電磁仿真軟件設(shè)計(jì)了一款采用Denisov輻射器的準(zhǔn)光模式變換器，它所采用的工作頻率為工程上常用的140GHz,工作模式為高階邊廊模TE22,6模式。通過(guò)Matlab數(shù)值計(jì)算與FEKO電磁仿真軟件的對(duì)比，一致的結(jié)果表明理論分析和數(shù)值計(jì)算是準(zhǔn)確的。同時(shí)在相位校準(zhǔn)過(guò)程中采用KSA算法。對(duì)輸出窗處的場(chǎng)分布進(jìn)行分析，并與我們理想的準(zhǔn)高斯分布進(jìn)行

4、比照，得到相關(guān)參數(shù)特性，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行了分析。本文主要內(nèi)容：
　　1、對(duì)高功率微波技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹，并且著重?cái)⑹鰷?zhǔn)光模式變換器在高功率回旋管中的應(yīng)用。
　　2、通過(guò)仿真建模比較了Vlasov輻射器和Denisov輻射器的相關(guān)特性及差異，并運(yùn)用耦合波理論以及幾何光學(xué)原理解釋兩者差異。
　　3、介紹了后續(xù)鏡面的構(gòu)造過(guò)程，并依據(jù)幾何光學(xué)理論分析對(duì)波束進(jìn)行校正調(diào)整的過(guò)程。分析KSA算法，闡述后續(xù)鏡面的設(shè)計(jì)過(guò)程。
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