熱電子注狀態(tài)下螺旋線行波管的電磁特性.pdf

1、行波管是一類十分重要的微波/毫米波電真空器件，具有高功率、高增益、高效率、寬頻帶等優(yōu)勢(shì)，廣泛應(yīng)用在通訊、雷達(dá)、電子對(duì)抗等現(xiàn)代軍事電子設(shè)備中。對(duì)行波管電磁特性的研究通常忽略了電子注對(duì)電磁波傳播的影響，通過研究冷電壓駐波比和冷高頻特性來衡量行波管的電磁特性。實(shí)際上，在行波管正常工作情況下，電子注的存在必然會(huì)影響電磁波的傳播狀態(tài)。熱狀態(tài)下的電磁特性與冷狀態(tài)下的電磁特性產(chǎn)生偏離。如何精確分析電子注對(duì)行波管電磁特性的影響，直接影響到后續(xù)注波互作用

2、分析的精確性，并在一定程度上成為理論分析與實(shí)驗(yàn)測(cè)量之間誤差的重要來源。本文以一寬帶行波管為例，重點(diǎn)分析電子注對(duì)行波管電磁特性的影響。本文的主要工作和創(chuàng)新包括：
　　1.電子注等效媒質(zhì)分析。以麥克斯韋方程和電子流體力學(xué)為基礎(chǔ)，采用等效媒質(zhì)的處理方法分別研究無窮磁場(chǎng)聚焦下和周期磁場(chǎng)聚焦下縱向傳輸?shù)碾娮幼?。將無窮磁場(chǎng)下的電子注等效為一單軸、互易、各向異性的介電張量媒質(zhì)。周期磁場(chǎng)聚焦下的電子注等效為一種雙各向異性媒質(zhì)，不僅介電率和磁導(dǎo)率都

3、為張量，且具有手征特性。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行數(shù)值模擬，分析電子注相關(guān)參數(shù)對(duì)等效媒質(zhì)的影響。
　　2.螺旋線行波管電磁特性理論分析。采用螺旋導(dǎo)面模型，分別對(duì)未加載電子注與加載電子注的螺旋線行波管進(jìn)行分析，得到相對(duì)應(yīng)的色散特性、耦合阻抗及特性阻抗，并與冷狀態(tài)下的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證理論推導(dǎo)的正確性。在電子注加載情況下，重點(diǎn)分析了電子注電壓、電子注電流和電子注半徑對(duì)電磁特性的影響，為分析電子注加載對(duì)行波管電磁特性的影響提供理論基礎(chǔ)。