X波段低磁場高效率返波振蕩器的研究.pdf

1、本文主要研究了X波段低磁場、高效率波紋返波振蕩器，圍繞以下一些工作展開： (1)從研究非均勻慢波結構入手，詳細討論了非均勻慢波結構的特性，從波紋幅值和波紋周期這兩個波紋慢波結構的重要參量角度闡述了非均勻慢波結構對改善電子注與電磁慢波的互作用效率，提高返波管輸出功率的作用。進而建立了非均勻波紋慢波結構返波管的線性理論，給出非均勻慢波結構返波管中起振電流的計算表達式。 (2)接著討論了大尺寸慢波結構返波管的模式競爭問題，介紹

2、了幾種常見的模式選擇手段。重點分析了諧振式反射腔模式選擇器，給出了一種諧振反射腔的設計方法、設計過程，并對設計出的帶諧振反射腔的RBWO進行了粒子模擬。該部分的工作主要是與下文的一種具有優(yōu)異性能的同軸波紋返波管進行比較。 (3)重點分析了同軸波紋慢波結構的高頻特性，主要從色散曲線的角度研究了該結構中的TM01模式的傳輸特性。詳細研究了波紋幅值，波紋周期長度，內置同軸導體半徑對返波管高頻特性的影響。緊接著建立了同軸波紋RBWO的線

3、性理論，用粒子模擬的方法研究了電子注參數，如電壓，電流，電子注位置，電流密度，聚束磁場對返波管輸出功率，工作頻率的影響。 研究結果表明該種器件具有一系列突出優(yōu)點，同軸結構中內導體的存在使系統截止頻率顯著升高，故系統尺寸可比普通波紋波導慢波系統大得多，具有很大的功率容量，并且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大幅度降低，因而可工作在低磁場狀態(tài)。同軸波紋波導內場分布也有利于實現高效的注波互作用，聚束磁場僅需要數