X波段雙頻相對(duì)論返波振蕩器的研究.pdf

1、高功率微波技術(shù)是高功率微波武器的關(guān)鍵技術(shù)之一，而高功率微波源是各種高功率微波系統(tǒng)的核心部件。用相近的雙頻或多頻高功率微波波束產(chǎn)生拍頻后用于攻擊電子系統(tǒng)，高功率微波效應(yīng)閾值將大大下降。雙頻高功率微波源(包括雙頻相對(duì)論返波振蕩器)的研究剛處于起步階段，國(guó)內(nèi)外極少見到相關(guān)的報(bào)道。本文提出了雙頻同軸相對(duì)論返波振蕩器的設(shè)想。通過建立雙頻理論模型，對(duì)雙頻微波信號(hào)產(chǎn)生的物理機(jī)理、形成過程、電子束與微波在高頻結(jié)構(gòu)內(nèi)的線性及非線性作用等基本物理過程進(jìn)行深

2、入的理論分析，并采用數(shù)值計(jì)算和粒子模擬方法，分析探討雙頻微波信號(hào)的物理過程，優(yōu)化和完善雙頻相對(duì)論返波振蕩器的高頻結(jié)構(gòu)。本文的主要研究?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)方面： 一、介紹了高功率微波研究背景，概括了相對(duì)論返波振蕩器國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，概括了雙頻高功率微波器件的研究動(dòng)態(tài)，進(jìn)而闡述了雙頻相對(duì)論返波振蕩器的研究目的和研究意義。 二、以雙頻相對(duì)論返波振蕩器為研究?jī)?nèi)容，通過對(duì)相對(duì)論返波振蕩器非均勻慢波結(jié)構(gòu)的分析，在闡述慢波結(jié)構(gòu)參數(shù)選取原則后

3、，初步建立了雙頻輸出所采用的慢波結(jié)構(gòu)理論模型。 三、推導(dǎo)了在冷腔時(shí)的TM0n模式色散方程，并數(shù)值求解了兩段式同軸波紋慢波結(jié)構(gòu)TM0n模色散曲線，初步分析了器件X波段雙頻高功率微波輸出的產(chǎn)生機(jī)理，分析中考慮了電子注在慢波結(jié)構(gòu)第二段工作效率不變和下降時(shí)的雙頻工作點(diǎn)情況；對(duì)該結(jié)構(gòu)進(jìn)行了粒子模擬驗(yàn)證，結(jié)果表明考慮電子注在慢波結(jié)構(gòu)第二段內(nèi)互作用效率稍有下降更接近該結(jié)構(gòu)雙頻器件中的注-波互作用實(shí)際情況。 四、推導(dǎo)熱腔色散方程和耦合阻

4、抗方程，通過數(shù)值計(jì)算，對(duì)熱色散方程和耦合阻抗方程求解，分析慢波結(jié)構(gòu)的幾何參數(shù)對(duì)相對(duì)論返波振蕩器的增長(zhǎng)率的影響。為分析雙頻相對(duì)論返波振蕩器的微波輸出頻率的影響因素，本文推導(dǎo)了慢波結(jié)構(gòu)中的微波輸出頻率表達(dá)式，得出了微波頻率受電子束電壓、慢波結(jié)構(gòu)周期、慢波結(jié)構(gòu)平均半徑和慢波結(jié)構(gòu)幅度影響情況。 五、簡(jiǎn)要介紹了粒子模擬的基本思路、基本步驟和診斷方法，對(duì)雙頻相對(duì)論返波振蕩器的物理模型進(jìn)行了粒子模擬，并對(duì)相關(guān)影響參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化分析。雙頻的模擬