170GHz回旋管準(zhǔn)光模式轉(zhuǎn)換器初步研究.pdf

1、近年來，國際學(xué)術(shù)界對內(nèi)置式準(zhǔn)光模式轉(zhuǎn)換器的研究逐漸升溫，幾乎70％的回旋(振蕩)管采用這種功率傳輸結(jié)構(gòu)，回旋管直接從橫向輸出準(zhǔn)光高斯波束(TEM00模式)。這種內(nèi)置式的準(zhǔn)光模式轉(zhuǎn)換器有以下好處： 1．可方便地實(shí)現(xiàn)波與電子束的分離。電子束收集極不再成為輸出波導(dǎo)的一部分，由于波的傳輸方向在橫向，因此可以自由設(shè)計(jì)降壓收集極形狀，提高整管的效率。 2．波的反射被隔離。由于高功率微波通過反射鏡從橫向輸出，因此反射到諧振腔的電磁波將

2、大為減少，當(dāng)輸出窗略微傾斜時，這種減弱效應(yīng)尤為明顯，從而避免了縱向輸出回旋管由于輸出端口的不均勻性，反射回來的電磁波干擾了諧振腔中的波注互作用。 3．輸出的模式是最佳的線極化高斯波束，可以直接用波紋波導(dǎo)或反射鏡低損耗傳輸，或直接利用。 本文的目的就是在內(nèi)置式準(zhǔn)光模式轉(zhuǎn)換器方向做一些有益的嘗試。主要工作如下： 1．概述高功率微波發(fā)展及其運(yùn)用，以及170GHz回旋振蕩管的研究現(xiàn)狀，其次對設(shè)計(jì)準(zhǔn)光模式轉(zhuǎn)換器所需的理論進(jìn)

3、行了介紹和推導(dǎo)。 2。采用幾何光學(xué)的方法詳細(xì)分析和推導(dǎo)了微波在波導(dǎo)中傳播的情況，再利用耦合波理論具體分析了模式在波紋波導(dǎo)中的相互耦合，設(shè)計(jì)出了波紋波導(dǎo)的具體長度，擾動幅度等參數(shù)，得出各個模式相對功率大小隨軸向變化的關(guān)系，完成了將輸入頻率為170GHz，模式為TE22.6的毫米波在輻射器切口處疊加成準(zhǔn)高斯模式的目的。 3．介紹并確定輻射器的縱向切口長度的方法，然后詳細(xì)分析了反射面的設(shè)計(jì)要求以及怎樣確定反射面的幾何尺寸，再利