卷繞雙梳齒慢波結(jié)構(gòu)中注波互作用的研究.pdf

1、行波管在雷達、衛(wèi)星通訊、遙感、輻射測量等方面顯示了巨大的應(yīng)用潛力?，F(xiàn)階段，行波管在線性度和效率方面雖有了很大的進展，但由于受自身互作用機制的限制，提高線性度的同時往往要犧牲效率，為從根本上解決這一矛盾需要探索新型互作用機制的行波管。其中，本文研究的圓極化行波管是利用電子束中的慢同步波和圓極化波進行注-波互作用的一類行波管。區(qū)別于傳統(tǒng)的縱向互作用機制行波管，圓極化行波管的互作用機制為橫向互作用機制，其注-波互作用時，電子束沿著縱向的中心軸

2、線呈三維的螺旋分布。因此電子束產(chǎn)生的空間電荷效應(yīng)較弱，從而可以使圓極化行波管具有較好的線性特性。
　　本論文主要內(nèi)容和創(chuàng)新點如下：
　　(1)總結(jié)了國內(nèi)外圓極化行波管領(lǐng)域所做的研究工作，介紹了單電子在圓極化場作用下的運動情況，以幫助理解圓極化行波管的基本工作原理。
　　(2)在前人利用MAGIC研究右旋卷繞雙梳齒慢波結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，本文利用CST軟件研究了左旋卷繞雙梳齒慢波結(jié)構(gòu)中電壓、電子束電流、聚焦磁場、輸入功率等電氣

3、參數(shù)的改變對注-波互作用的影響，得到了2.1GHz處，輸入電流為0.4A時，最高輸出功率可以接近3000W，單個大周期增益超過2dB。
　　(3)利用CST軟件對S波段卷繞雙梳齒慢波結(jié)構(gòu)圓極化行波管的色散情況進行了計算機仿真。首次研究了此慢波結(jié)構(gòu)中電子注通道半徑、扇形角度、螺旋角度、長梳齒間距、梳齒高度等尺寸參數(shù)的改變對色散特性及注-波互作用的影響。找到了合適的結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)，使得器件幅頻特性的線性度得到了較好的提升，頻帶內(nèi)輸出功率

4、達到1200瓦，帶寬達到1.2GHz，相對帶寬達到43％。
　　(4)利用CST軟件研究了卷繞雙梳齒慢波結(jié)構(gòu)在 C波段的色散特性及傳輸特性，并對注-波互作用進行了粒子模擬。當輸入功率為1W時，在4.05GHz得到六周期時的輸出功率可以達到33.1W，增益達到15.2dB，即單個周期增益超過2.5dB。同時研究了不同互作用數(shù)對輸出功率的影響，周期數(shù)從六周期增大到十二周期，最大輸出功率從33.1W增加到2040W，增益達到33.10d