回旋速調放大器理論及模擬研究.pdf

1、回旋器件是一種能夠產生高功率毫米波、亞毫米波的新型微波管，并且已被視為高功率毫米波、亞毫米波的首選微波源。作為回旋器件家族的一個重要分支，回旋速調管是將從回旋空心電子注的角向群聚中獲取能量的回旋脈塞互作用機理同速調管多腔結構和彈道群聚相結合的微波放大器件。由于回旋速調管放大器具有高峰值功率、高平均功率、高效率、高增益、適當帶寬的特點，它們在從通訊、雷達系統(tǒng)、材料加工、到下一代線性加速器和等離子體加熱微波源的眾多技術領域具有廣闊的應用空間

2、。 由于回旋速調管長久以來一直被視為產生千瓦級毫米波的重要器件，世界各國的科學家已經為發(fā)展回旋速調管做了許多研究工作。電子科技大學開展了以開發(fā)Ka波段回旋速調管為核心的回旋速調管研制工作。目前，已成功開展了Ka波段基波回旋速調管的研制和測試工作。當前設計的回旋速調管為四腔(輸入腔、預群聚腔、群聚腔和輸出腔)，工作模式為TE01模，工作頻率為34GHz。本論文詳細介紹了由相對論電子運動方程和能量守恒原理得出的針對具有一系列突變和漸

3、變結構的回旋速調管注波互作用計算建立的準自洽非線性理論的系統(tǒng)理論研究。作者以該準自洽非線性理論為基礎，使用聯(lián)合編程技術開發(fā)了可在Windows系統(tǒng)下獨立安裝運行的回旋速調管注波互作用模擬計算軟件GKER(Gyroklystronemulator)，并使用該軟件對回旋速調管中的注波互作用進行了大量的數(shù)值模擬，對回旋速調管的設計和優(yōu)化進行了研究。論文中討論了影響管子效率和增益的多種因素，包括電子注的離散度、回旋速調管的物理參數(shù)，如諧振腔間的