8mm波段同軸擴(kuò)展互作用振蕩器研究.pdf

1、毫米波指工作頻率為26.5～300GHz范圍內(nèi)的電磁波，因其具有波束窄、頻帶寬等優(yōu)點(diǎn)，在軍事和民用兩個(gè)方面都有誘人的應(yīng)用前景，目前在國(guó)際上是一個(gè)很活躍的研究領(lǐng)域。擴(kuò)展互作用器件是一類重要的毫米波電真空器件，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)擴(kuò)展互作用振蕩器(EIO)十分適合工作在毫米波波段，目前已經(jīng)發(fā)展成為一類重要的大功率毫米波器件。本文在國(guó)家自然科學(xué)資金的資助下對(duì)擴(kuò)展互作用振蕩器進(jìn)行了深入的研究，主要研究工作和創(chuàng)新點(diǎn)如下：
　　一、首先提出了把內(nèi)外同軸

2、圓盤加載波導(dǎo)作為擴(kuò)展互作用振蕩器的慢波結(jié)構(gòu)，然后根據(jù)圓柱載模波導(dǎo)的不均勻理論，推導(dǎo)了內(nèi)外同軸圓盤加載波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)的色散方程，通過編程計(jì)算得到了同軸 EIO慢波結(jié)構(gòu)的色散曲線和工作于8mm波段的慢波結(jié)構(gòu)參數(shù)。
　　二、首先提出設(shè)計(jì)了分段式的內(nèi)外圓盤加載的同軸波導(dǎo)作為毫米波EIO的高頻系統(tǒng)，然后使用2.5維全電磁模的MAGIC程序?qū)Ω哳l系統(tǒng)進(jìn)行較為全面的模擬研究。通過粒子模擬，直觀地了解高頻系統(tǒng)了中注波互作用的物理過程，分析了結(jié)構(gòu)參數(shù)

3、、束流參數(shù)和磁場(chǎng)參數(shù)對(duì)輸出功率的影響，獲得了相關(guān)參數(shù)的優(yōu)化值。
　　三、運(yùn)用卡諾平面空間電荷流理論計(jì)算出了卡諾長(zhǎng)槍平面電極形狀，在此基礎(chǔ)上采用陰極表面電場(chǎng)相等計(jì)算法推導(dǎo)出了軸對(duì)稱電極的形狀，并利用MAGIC軟件對(duì)軸對(duì)稱電極的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，最后設(shè)計(jì)得到滿足高頻系統(tǒng)要求的環(huán)形注電子槍。
　　四、根據(jù)設(shè)計(jì)的高頻系統(tǒng)和環(huán)形注電子槍，結(jié)合本實(shí)驗(yàn)室所能達(dá)到的運(yùn)行指標(biāo)，對(duì)同軸EIO進(jìn)行了整管粒子模擬。在外加磁場(chǎng)為0.5T時(shí)，獲得了頻譜特性