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《电子科技大学》 2003年
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同轴螺旋槽慢波系统的研究

蓝永海  
【摘要】: 人们一直寻求具有宽频带、大功率、弱色散的行波管慢波系统,对它的研究可追溯到20世纪50年代。由于在军事和民用上的广阔应用前景,吸引了一批学者从事研究,特别是近年来,得到了长足的发展。 同轴螺旋槽慢波系统具有全金属结构,有大尺寸、散热性能好的特点。由于其采用同轴结构,不具有低截止频率,因此可能是一种能够同时满足高功率容量和较宽带宽要求的慢波结构。论文中提出了自己的理论分析方法,对同轴螺旋槽慢波系统(包括矩形螺旋槽和加脊螺旋槽)的高频特性进行了分析;制作了同轴矩形螺旋槽的冷测模型,对其色散特性进行了测试。建立了其小信号和大信号理论,并利用计算机编程模拟计算分析,得出了带宽、效率、功率和尺寸之间的关系,从而提出对新型慢波线的改进和设计依据,发现拓宽带宽和提高功率的途径。本论文的主要工作和贡献在于: 一、采用严格的场论的方法,得到同轴矩形螺旋槽慢波系统色散方程和平均耦合阻抗的表达式,并通过模拟数值计算,详细研究了系统结构参数对色散特性和耦合阻抗的影响。 二、引用具有环形电子注的平衡态模型,通过场匹配方法,建立了同轴矩形螺旋槽慢波系统中注波互作用自洽场理论,得到了此结构在小信号条件下的热色散方程。通过数值计算,分析了电子注参数与色散和增益的关系。 三、在国内外首次提出了同轴脊加载螺旋槽系统,采用场论的方法,得到了其色散方程和耦合阻抗的表达式,并通过数值模拟计算,给出了系统结构参数对色散特性和耦合阻抗的影响结果。 四、分析了同轴脊加载螺旋槽系统的注波互作用的线性理论,得到了此结构在小信号条件下的热色散方程。通过数值模拟计算,研究了电子注参数与色散和增益的关系。 五、参照田炳耕的圆盘模型,创造性地建立了环盘模型,以等效电路为基础,推导出同轴螺旋槽行波管非线性工作方程组,然后对同轴矩形螺旋槽行波 WP=8 管进行计算机模拟,分析了高频电压、电子相位沿纵向距离的变化规律,计算出饱和增益、注波互作用效率等参数。 六、采用谐振法对同轴矩形螺旋槽慢波系统进行色散特性的实验研究,实验数据对理论结果进行了验证,两者几乎完全一致
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:TN124

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