Ka波段螺紋波導回旋行波管高頻特性及線性理論研究.pdf

1、從20世紀50年代至今，回旋行波管放大器在高功率微波領域是十分重要的研究課題?；匦胁ü芊糯笃饕蚱渚哂懈咻敵龉β?、寬頻帶等優(yōu)點，在毫米波雷達、定向能武器、電子高能RF加速器等方面有著極為重要的應用價值。在回旋行波管的發(fā)展過程中，研究人員發(fā)現(xiàn)影響回旋行波管性能的主要原因有電子的軸向速度零散和絕對不穩(wěn)定性，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)只要適當改變波導模式的色散曲線，就可以消除影響器件性能的這些原因。俄羅斯學者Denisov提出的螺旋波紋波導則較好的解決了傳統(tǒng)

2、的回旋行波管的限制，螺旋波紋波導的特殊結構使得兩模式在角向耦合，耦合出的本征模式和電子注在較寬的頻帶范圍內相互作用，使得此種回旋行波管具有高功率、寬頻帶、對電子速度零散敏感性低等優(yōu)點。從1998年至今螺旋波紋波導回旋行波管放大器一直是各國學者研究的熱點。本文主要對Ka波段螺旋波紋波導回旋行波管的高頻色散特性和注波互作用色散方程進行了研究。全文的主要工作為：
　　 首先，利用模式耦合理論并借助阻抗微擾法得到了三折螺旋波紋波導的色散

3、方程，并且借助理論推導討論了三折螺旋波紋波導的模式耦合規(guī)則，發(fā)現(xiàn)該波導具有良好的模式選擇特性。
　　 其次，利用matlab求解了其色散特性，并分析計算了其幾何參數(shù)對其色散特性和模式競爭的影響規(guī)律。同時用三維電磁仿真軟件HFSS對螺旋波紋波導、螺旋波紋波導漸變段和方圓波導進行了建模，模擬計算了螺旋波紋波導的傳輸特性和色散特性，將HFSS仿真結果和數(shù)值計算結果做了對比，發(fā)現(xiàn)兩者吻合較好。
　　 最后，由電子運動方程出發(fā)，推