內(nèi)開(kāi)槽同軸返波管特性的理論研究.pdf

1、同軸返波管具有很大的功率容量，可以采用大半徑電子注，在工作電流不變的情況下空間電荷效應(yīng)大幅度降低，因而可工作在低磁場(chǎng)狀態(tài)。同軸波導(dǎo)內(nèi)場(chǎng)分布也有利于實(shí)現(xiàn)高效率的注波互作用，聚束磁場(chǎng)僅需要數(shù)千高斯。該種器件是一種很有前途的高功率微波器件。 在同軸返波管的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)：模式TM01，TM11以及TM21的工作頻率十分接近，存在模式競(jìng)爭(zhēng)問(wèn)題，使得TM01不能成為穩(wěn)定的工作模式，但在同軸返波管內(nèi)導(dǎo)體加矩形開(kāi)槽后，發(fā)現(xiàn)模式之間的間隔增大，從而

2、使TM01成為穩(wěn)定的工作模式。本文以此為切入點(diǎn)展開(kāi)了以下幾個(gè)方面的研究： 1.通過(guò)仿真和數(shù)值分析，研究了同軸波導(dǎo)加內(nèi)開(kāi)槽后模式之間間隔和工作頻率前后的變化情況；通過(guò)改變槽的個(gè)數(shù)和深度，得到同軸波導(dǎo)內(nèi)開(kāi)槽的優(yōu)化參數(shù)。發(fā)現(xiàn)同軸結(jié)構(gòu)加槽后工作頻率降低，模式間隔沒(méi)有明顯增加。 2.對(duì)偏心返波管進(jìn)行了仿真，研究了偏心返波管加內(nèi)開(kāi)槽后模式之間間隔和工作頻率的變化情況；發(fā)現(xiàn)加槽后偏心返波管的工作頻率有所降低，偏心返波管模式間隔增大較為

3、明顯。 3.詳盡地分析了同軸內(nèi)開(kāi)槽返波管的線性理論，推出了內(nèi)開(kāi)槽返波管的色散方程，并進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算。 4.對(duì)同軸和偏心返波管分別進(jìn)行了粒子模擬，通過(guò)改變電壓、電流、電子注位置、磁場(chǎng)等參數(shù)來(lái)觀察返波管加了內(nèi)開(kāi)槽前后相位空間、等位線、矢量、電壓、電流、輸出功率、工作頻率的變化。 研究結(jié)果表明，對(duì)于同軸返波管，TM01是穩(wěn)定的工作模式。但是由于加工或裝配的誤差，系統(tǒng)內(nèi)外導(dǎo)體不能完全同心，使工作模式與管子不匹配引起模式競(jìng)