8mm波段同軸擴展互作用振蕩器研究.pdf

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

2、圓盤加載波導作為擴展互作用振蕩器的慢波結構，然后根據(jù)圓柱載模波導的不均勻理論，推導了內外同軸圓盤加載波導慢波結構的色散方程，通過編程計算得到了同軸 EIO慢波結構的色散曲線和工作于8mm波段的慢波結構參數(shù)。
　　二、首先提出設計了分段式的內外圓盤加載的同軸波導作為毫米波EIO的高頻系統(tǒng)，然后使用2.5維全電磁模的MAGIC程序對高頻系統(tǒng)進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，分析了結構參數(shù)

3、、束流參數(shù)和磁場參數(shù)對輸出功率的影響，獲得了相關參數(shù)的優(yōu)化值。
　　三、運用卡諾平面空間電荷流理論計算出了卡諾長槍平面電極形狀，在此基礎上采用陰極表面電場相等計算法推導出了軸對稱電極的形狀，并利用MAGIC軟件對軸對稱電極的參數(shù)進行優(yōu)化，最后設計得到滿足高頻系統(tǒng)要求的環(huán)形注電子槍。
　　四、根據(jù)設計的高頻系統(tǒng)和環(huán)形注電子槍，結合本實驗室所能達到的運行指標，對同軸EIO進行了整管粒子模擬。在外加磁場為0.5T時，獲得了頻譜特性