微波管中的低頻離子噪聲研究.pdf

1、由于微波管中總會(huì)存在背景氣體，與電子束發(fā)生碰撞其離子化是不可避免的。在長脈沖或者連續(xù)波的工作狀態(tài)下，這種離子化與設(shè)備中的靜電勢(shì)阱相互作用會(huì)引起離子噪聲，通常表現(xiàn)為輸出信號(hào)相位的緩慢波動(dòng)。這種低頻離子噪聲在雷達(dá)系統(tǒng)中會(huì)影響分辨能力，在通訊系統(tǒng)中會(huì)產(chǎn)生編碼位錯(cuò)率。 本文對(duì)微波管中的離子噪聲現(xiàn)象進(jìn)行了一維的和二維的粒子模擬。在一維模擬中，采用混合模型研究離子噪聲，用包絡(luò)方程描述電子束的，用離散的宏粒子模型描述離子。編寫了一維粒子模擬程

2、序，分別對(duì)一支CPI行波管和一支UHF速調(diào)管中的離子噪聲特性進(jìn)行了分析。捕捉了管子中的離子噪聲現(xiàn)象，解釋了離子噪聲產(chǎn)生的機(jī)理，討論了離子噪聲影響因素，指出了抑制離子噪聲的有效方法。在二維模擬中，運(yùn)用二維的OOPIC軟件對(duì)一支速調(diào)管進(jìn)行了粒子模擬。模擬通過加載氫離子圓盤和充入中性氫氣，觀察了引入離子后電子束和離子的行為。可觀察到由于有正離子透鏡的存在，電子束會(huì)出現(xiàn)相位變化和比真空中更強(qiáng)的徑向聚焦，離子會(huì)在靜電勢(shì)阱中發(fā)生徑向振蕩，這對(duì)解釋離