回旋管準光模式變換器的研究及優(yōu)化.pdf

1、上世紀50年代，高功率微波逐漸成為熱點話題。高功率微波系統(tǒng)主要由以下幾個部分構(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、定向能武器等等，已經(jīng)有很多學者做過大量研究。高功率微波源之于整個高功率微波系統(tǒng)相當于心臟之與整個人體，尤為關(guān)鍵重要，它的性能優(yōu)良與否直接決定著整個系統(tǒng)的性能。隨著ITER計劃的深入展開，高功率微波源被提出更高的要求?；匦芤驗樵诟吖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，基于幾何光學和耦合波理論的準光模式變換器的研究就顯得十分必要。
　　本文對研究高功率回旋管準光模式變換器所需要的理論進行了推導(dǎo)，基于幾何光學和模式耦合的理論，分析輻射器內(nèi)的波束傳播特性。通過對比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算法做了相關(guān)分析。
　　接著本文結(jié)合自主編寫的Matlab數(shù)值計算程序和FEKO電磁仿真軟件設(shè)計了一款采用Denisov輻射器的準光模式變換器，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Matlab數(shù)值計算與FEKO電磁仿真軟件的對比，一致的結(jié)果表明理論分析和數(shù)值計算是準確的。同時在相位校準過程中采用KSA算法。對輸出窗處的場分布進行分析，并與我們理想的準高斯分布進行

4、比照，得到相關(guān)參數(shù)特性，并對結(jié)果進行了分析。本文主要內(nèi)容：
　　1、對高功率微波技術(shù)進行了簡單介紹，并且著重敘述準光模式變換器在高功率回旋管中的應(yīng)用。
　　2、通過仿真建模比較了Vlasov輻射器和Denisov輻射器的相關(guān)特性及差異，并運用耦合波理論以及幾何光學原理解釋兩者差異。
　　3、介紹了后續(xù)鏡面的構(gòu)造過程，并依據(jù)幾何光學理論分析對波束進行校正調(diào)整的過程。分析KSA算法，闡述后續(xù)鏡面的設(shè)計過程。
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