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《电子科技大学》 2003年
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行波管三维非线性理论及其网络并行计算

李建清  
【摘要】: 行波管是一种高增益、宽频带、高效率、大功率的微波/毫米波功率放大器件,广泛应用于通信、雷达、电子对抗等现代军事装备中。本论文对行波管中三维非线性注波互作用及其网络并行计算进行了深入的研究。主要工作和创新之处在于: 一、首先利用模式展开理论(或波导激励理论),建立了行波管中慢电磁行波与电子注互作用的统一自洽工作方程组,包括:激发方程、运动方程、能量转化方程,相位演化方程等,既可用于模拟相对论情况下行波管中的互作用过程,也可用于模拟多信号,多模式下行波管中的互作用过程。 二、利用有限尺寸宏粒子的概念来分析行波管非线性注波互作用中的空间电荷场,推导出有限尺寸宏粒子空间电荷场的权函数表达式。分析结果表明:在大距离范围内,有限尺寸宏粒子空间电荷场权函数和圆环模型空间电荷场权函数符合很好,但在宏粒子互相靠近的小距离范围内,两者差别较大;由于有限尺寸宏粒子计算出的空间电荷场小,因此计算出的行波管互作用输出功率饱和位置提前,饱和值增加。 三、建立了用于计算行波管三维非线性互作用的基于TCP/IP协议的网络并行计算环境,编写了模拟行波管非线性互作用过程的网络并行计算程序,其可在工作站和微机混合组成的计算机网络环境下实现并行计算。实验结果表明,该网络并行计算环境能够有效地减少行波管非线性互作用的计算时间,提高工作效率。 四、分析了两个独立信号同时输入宽带行波管时的多信号非线性特性。分析结果表明:在多信号输入时,输出功率中确实有输入信号的互调制分量产生,同时可以发现,对于宽频带的行波管,互调制分量对主工作频率输出功率有比较大的影响。 五、分析了相对论行波管三维非线性特性,分析结果表明:(1)空间电荷场(包含直流和交流空间电荷场)对注波互作用输出功率影响很大,会造成饱和输出功率减小,饱和位置推后;(2)电子注激发的反向辐射对 WP=9 输出功率影响比较小,基本上可以忽略不计;(3)电子注横向运行对注波互作用的直接影响比较大;(4)通过改变耦合腔内半径来调节慢波结构相速,采用相速跳变和预群聚的方法可以改善相对论行波管的效率,特别是采用预群聚方法,可以尽量提高相对论行波管的效率。本论文还分析了输入功率、电子注直流电压,电子注直流电流和聚焦磁场对输出功率的影响。比较了四种设计的慢波系统互作用输出结果,找到比较适合的互作用参数来设计相对论行波管。 六、设计了一种测量行波管多信号非线性特性的测量方法,对某一宽带行波管的多信号非线性特性进行了实际的测量,测量结果表明当两个独立信号同时输入宽带行波管时,输出信号功率中包含输入信号互调制分量。测量结果与计算机模拟结果进行了比较,两者符合得比较好。
【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

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 高鹏;杨中海;李斌;李建清;胡玉禄;朱小芳;廖莉;;螺旋线行波管1维多频非线性理论与模拟[J];强激光与粒子束;2007年03期
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 胡玉禄;行波管注波互作用基础理论与CAD技术研究[D];电子科技大学;2011年
2 张勇;盘荷波导、脊加载盘荷波导和螺旋带慢波系统特性研究[D];电子科技大学;2003年
3 岳玲娜;同轴加载圆波导慢波系统的研究[D];电子科技大学;2005年
4 肖刘;螺旋线行波管高频特性及非线性注—波互作用研究[D];中国科学院研究生院(电子学研究所);2006年
5 高鹏;行波管再生反馈振荡器的研究[D];电子科技大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 孙成刚;磁化等离子体加载相对论行波管三维非线性研究[D];电子科技大学;2004年
2 徐元军;螺旋线行波管单周期PIC模拟[D];电子科技大学;2010年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 章文;物探数据处理网络并行计算环境的设计和实现[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2002年02期
2 胡光岷,贺振华,黄德济;基于TCP/IP协议的地震资料网络并行处理研究[J];成都理工学院学报;1999年04期
3 莫元龙,谢仲怜;考虑谐波互作用的行波管自洽非线性理论和主要结果[J];电子科技大学学报;1996年06期
4 白安永,邹长民,莫元龙;谐波互作用的行波管二维自洽非线性理论[J];电子科技大学学报;1996年S1期
5 杨中海,谢文楷;虚阴极高功率微波发生器的粒子模拟[J];电子学报;1992年12期
6 梅宏,王立福,杨芙清;面向对象程序设计语言研究现状[J];电子学报;1995年10期
7 顾军华,沈雪勤,颜威利;基于EBE技术三维电磁场的并行计算[J];河北工学院学报;1994年01期
8 任晓明,杨大鉴,刘国权;网络并行计算系统模型[J];计算机工程与应用;2001年15期
9 李仁发,李方敏;网络并行计算软件环境的分析与比较[J];计算机工程与应用;2001年22期
10 戴光明,孟永良;网络并行计算中动态负载平衡的实现[J];计算机工程与应用;1998年10期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 程球;几种并行计算模型的分析[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2005年01期
2 陈文久 ,蒋全兴;有源球形偶极子辐射天线馈电方式对方向特性的影响[J];安全与电磁兼容;2005年01期
3 黄海;;截止波导管内穿光纤对屏蔽效能的影响与处理[J];安全与电磁兼容;2006年03期
4 章文;物探数据处理网络并行计算环境的设计和实现[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2002年02期
5 章文,罗清磊,李璟;机群的可扩展性研究[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2003年01期
6 任广永;中学计算机机房的布局优化与供电设计[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2005年01期
7 黄凤;;电磁场边值关系的讨论[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2012年02期
8 胡峥峥;许卫东;刘珩;余松林;;改善混凝土材料透波性能的初步研究[J];兵器材料科学与工程;2009年04期
9 张长青;宫玉彬;魏彦玉;王文祥;;亚毫米波折叠波导慢波结构的损耗特性研究[J];半导体光电;2010年06期
10 罗四维,胡兆文;基于异种机互联网络的并行神经计算环境的实现和性能分析[J];北方交通大学学报;2000年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 宗欣;莫军;张德美;徐兵;;结构非线性静力学高效算法研究[A];第二届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2006年
2 赵晓云;李家胤;汪海洋;;微波回旋波整流器高频结构中的频率漂移研究[A];“第十四届全国微波能应用学术会议”暨“2009年微波创造美的生活高峰论坛”论文集[C];2009年
3 李承跃;刘国;顾爱军;季天仁;;一种新型微波等离子体七角腔的仿真与优化设计[A];“第十四届全国微波能应用学术会议”暨“2009年微波创造美的生活高峰论坛”论文集[C];2009年
4 李承跃;王浩儒;王飞;童佳;季天仁;;一种新型微波加热器的建模与仿真[A];“第十四届全国微波能应用学术会议”暨“2009年微波创造美的生活高峰论坛”论文集[C];2009年
5 陈将伟;唐东明;张豹山;杨燚;鹿牧;陆怀先;;入射角对微波在面内各向异性磁性薄膜中传播特征的影响[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(8)[C];2007年
6 徐念喜;高劲松;冯晓国;赵晶丽;梁凤超;王岩松;陈新;王珊珊;朱华新;;一种适用于隐身天线罩的频率选择表面新单元研究[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第5分册)[C];2010年
7 周萍;熊彩东;鄢扬;;内开槽同轴波导的研究[A];第十二届全国微波能应用学术会议论文集[C];2005年
8 李承跃;魏彦玉;谢鸿全;刘盛纲;;外圆筒三反射镜准光学谐振腔的场分布研究[A];四川省电子学会高能电子学专业委员会第四届学术交流会论文集[C];2005年
9 李承跃;高源慈;魏彦玉;谢鸿全;刘盛纲;;平凹型准光腔的场分布研究与模式判别[A];四川省电子学会高能电子学专业委员会第四届学术交流会论文集[C];2005年
10 赵柳;刘庆想;李相强;李军;;径向波导模式分析[A];四川省电子学会高能电子学专业委员会第四届学术交流会论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王海涛;月球车热控关键问题研究及材料光谱性质的选择性调节[D];中国科学技术大学;2010年
2 王海兰;乔木体水分的测试技术及其监测系统的研究[D];北京林业大学;2011年
3 何俊;毫米波新型曲折波导行波管的研究[D];电子科技大学;2010年
4 王建勋;Ka波段回旋放大器及W波段带状束电子光学系统的研究[D];电子科技大学;2010年
5 赵晓云;基于回旋谐振机制的特殊电真空器件研究[D];电子科技大学;2011年
6 陈蓓冉;同轴型准光腔短毫米波辐射源的研究[D];电子科技大学;2010年
7 姚善化;复杂矿井巷道中电磁波传播特性及相关技术研究[D];安徽大学;2010年
8 殷毅;折叠型双脉冲—长脉冲调制器及其激光触发技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
9 浦实;铁路无线通信系统射频链路的一体化建模与分析[D];北京交通大学;2011年
10 桂林;光纤参量放大器中快慢光机理研究[D];北京邮电大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王召召;城市环境下通信信号穿透损耗的定量研究[D];郑州大学;2010年
2 孙健超;基于Linux的集群系统的应用研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
3 徐闽斌;基于电磁波传播理论的围岩电阻率测量方法研究与仪器实现[D];解放军信息工程大学;2009年
4 刘春兴;3毫米梯形慢波系统EIO研究[D];电子科技大学;2011年
5 叶珍;微波管输入输出窗及任意结构腔体有限元理论与CAD技术[D];电子科技大学;2011年
6 于云龙;轴对称周期永磁聚焦系统二维有限元分析[D];电子科技大学;2011年
7 郑德伟;连续太赫兹波层析成像实验研究[D];电子科技大学;2011年
8 雷瑶;宽调谐高线性电调滤波器的研究[D];电子科技大学;2011年
9 吕晨光;微波炉介质盘复介电常数的测量研究[D];电子科技大学;2011年
10 高留安;螺旋线行波管及耦合腔行波管输入输出结构设计与优化[D];电子科技大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘盛纲;钟任斌;;太赫兹科学技术及其应用的新发展[J];电子科技大学学报;2009年05期
2 白安永,莫元龙;实用翼片加载螺旋线模型的分析及优化[J];电子科技大学学报;1996年04期
3 刘盛纲,鄢扬,宋立群,祝大军;有限磁场下等离子体填充的波纹波导中波传播理论[J];电子科技大学学报;1996年S1期
4 张国兴,戴卢富,刘准;MAFIA软件模拟三维耦合腔慢波结构[J];电子学报;1997年06期
5 王自成,陈庆有,吴鸿适;带状螺旋慢波结构色散的研究[J];电子学报;1999年03期
6 王自成,陈庆有,吴鸿适;带状螺旋慢波结构耦合阻抗的研究[J];电子学报;1999年09期
7 魏彦玉,王文祥,宫玉彬,孙嘉鸿,周鹏;任意槽形螺旋槽慢波结构的色散方程[J];电子学报;2000年07期
8 杨金生,张金玲,陈庆有,张晋林;提高行波管的返波起振电流[J];电子学报;2000年12期
9 张勇,莫元龙,李建清,周晓岚;一种有限厚度翼片加载螺旋线色散特性及耦合阻抗研究[J];电子学报;2003年06期
10 朱文淼;行波管非线性互作用理论中的能量守恒问题[J];电子学通讯;1980年03期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 肖舒;等离子体填充介质Cerenkov振荡器和耦合腔链研究[D];电子科技大学;2001年
2 李斌;行波管幅相一致特性研究[D];电子科技大学;2003年
3 张勇;盘荷波导、脊加载盘荷波导和螺旋带慢波系统特性研究[D];电子科技大学;2003年
4 雷文强;宽带大功率行波管高频慢波系统CAD研究[D];电子科技大学;2003年
5 段兆云;螺旋线行波管中物理问题的研究[D];电子科技大学;2004年
6 来国军;W波段回旋行波管放大器的研究[D];中国科学院研究生院(电子学研究所);2006年
7 肖刘;螺旋线行波管高频特性及非线性注—波互作用研究[D];中国科学院研究生院(电子学研究所);2006年
8 贾婉丽;GaAs光电导开关产生太赫兹电磁波的实验及理论分析[D];西安理工大学;2007年
9 张开春;太赫兹频段扩展互作用振荡器研究[D];电子科技大学;2009年
10 路志刚;矩形波导栅行波放大器的研究[D];电子科技大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 张勇;翼片加载螺旋线慢波结构特性研究[D];电子科技大学;2002年
2 江莉军;等离子体填充的耦合腔行波管的大信号特性研究[D];电子科技大学;2003年
3 岳玲娜;同轴膜片加载慢波系统的研究[D];电子科技大学;2003年
4 袁宏阳;连续太赫兹波成像系统的应用研究[D];首都师范大学;2009年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前5条
1 唐康淞;赵刚;李实;阴和俊;;双渐变螺旋线慢波结构参数分析及优化[J];强激光与粒子束;2008年09期
2 丁雪进;李建清;;行波管中二次谐波注入对三阶互调的抑制[J];强激光与粒子束;2009年11期
3 汪永飞;周东方;张德伟;徐敬远;赵瑛;张毅;陈欣鹏;;用于Ka波段行波管的反射式预失真线性化器[J];强激光与粒子束;2013年06期
4 高鹏;John H Booske;杨中海;李斌;徐立;何俊;宫玉彬;田忠;;太赫兹折叠波导行波管再生反馈振荡器非线性理论与模拟[J];物理学报;2010年12期
5 唐康淞;赵刚;李实;阴和俊;;螺旋线行波管非线性失真分析[J];真空科学与技术学报;2009年02期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 郭佶玙;胡玉禄;杨中海;李建清;李斌;;一种新型高效率可抑制谐波的螺旋线行波管螺距分布结构[A];中国电子学会真空电子学分会第十九届学术年会论文集(上册)[C];2013年
2 胡玉禄;郭佶玙;杨中海;李建清;李斌;;行波管二次谐波抑制研究[A];中国电子学会真空电子学分会第十九届学术年会论文集(上册)[C];2013年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陈蓓冉;同轴型准光腔短毫米波辐射源的研究[D];电子科技大学;2010年
2 胡玉禄;行波管注波互作用基础理论与CAD技术研究[D];电子科技大学;2011年
3 滕雁;高效同轴相对论返波管研究[D];清华大学;2010年
4 文杰;单频多模磁绝缘线振荡器的理论与实验研究[D];中国科学技术大学;2011年
5 岳玲娜;同轴加载圆波导慢波系统的研究[D];电子科技大学;2005年
6 姚列明;微波管的热分析[D];电子科技大学;2007年
7 臧杰锋;径向三腔渡越时间振荡器理论与实验研究[D];西南交通大学;2010年
8 高喜;具有金属光子带隙结构的相对论Cherenkov辐射源研究[D];电子科技大学;2009年
9 高鹏;行波管再生反馈振荡器的研究[D];电子科技大学;2010年
10 葛行军;L波段频率可调同轴相对论返波振荡器研究[D];国防科学技术大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 詹鑫伟;介质加载同轴膜片圆波导慢波特性的研究[D];电子科技大学;2011年
2 韩博;高效率螺旋线行波管慢波系统的研究[D];中国科学院研究生院(电子学研究所);2006年
3 黄宇;开放式梳形槽波导慢波系统研究[D];电子科技大学;2007年
4 陆德坚;Ka波段毫米波行波管高频结构的研究[D];中国科学院研究生院(电子学研究所);2007年
5 丁雪进;行波管谐波注入技术研究[D];电子科技大学;2009年
6 李功铭;HPM源典型结构的时空特性分析及仿真研究[D];华北电力大学;2012年
7 韩佳乐;行波管螺旋线冷参数自动测试系统的研究[D];电子科技大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王平山;胡克松;苏毅;;强流相对论空心电子束电子运动轨迹[J];电子科技大学学报;1989年04期
2 黄华,王平山,陈裕涛;大耦合孔对速调管谐振腔参数的影响[J];电子科技大学学报;1998年02期
3 苏晓红,李东;计算机艺术图形设计[J];计算机工程与应用;1998年01期
4 吴洁明;计永昶;陈国良;;网络环境下的并行计算模型[J];计算机科学;1999年04期
5 黄伟民,陆鑫达,钟嵘;更实际的异构并行计算模型[J];计算机工程;1999年09期
6 鞠九滨,王勇;调度PVM任务[J];计算机学报;1997年05期
7 莫则尧,李晓梅;工作站网络环境下的并行计算[J];计算机学报;1997年06期
8 周笑波,汲化,谢立;基于PVM的分布计算的研究[J];计算机学报;1997年06期
9 陈德明,王闽;相对论电子束虚阴极静电振荡的粒子模拟[J];计算物理;1990年01期
10 邓绍忠,周树荃,高科华;矩阵向量乘积的向量化EBE计算方法[J];计算物理;1992年04期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 ;文摘[J];真空电子技术;1972年04期
2 黄伟;新型行波管使高分辨率雷达的研制成为可能[J];系统工程与电子技术;1981年08期
3 王群生;;J_(19—1)高功率放大器冷却系统设计与实验[J];无线电通信技术;1987年04期
4 林旭阳,徐学良,冯德余,周保东;高效率连续波行波管的研制[J];真空电子技术;2001年04期
5 白峰,师宇杰,周东方,楼建东;一种ZVS行波管高压电源的设计[J];信息工程大学学报;2003年03期
6 姚兴健;王信钢;;大功率行波管在ECM系统中的应用[J];电子信息对抗技术;2006年06期
7 ;国外简讯[J];真空电子技术;1970年03期
8 应济民 ,陶希珍 ,詹培丽 ,李乃弘;超宽频带行波管高频系统的研制——超宽频带行波管研制报告之三[J];电子器件;1979年02期
9 ;超宽频带行波管中“纵向导电屏蔽”的运用和工艺[J];电子器件;1979年04期
10 黄绳武;;Ka波段的新进展:一个10瓦连续波螺旋线型行波管[J];真空电子技术;1979年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李晓峰;胡长江;;宽频带脉冲行波管的研制[A];中国电子学会真空电子学分会——第十四届年会论文集[C];2004年
2 王少萌;宫玉彬;段兆云;魏彦玉;王文祥;;径向电子束聚焦研究[A];2011年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];2011年
3 张德伟;周东方;孙广祥;牛忠霞;任菁圃;;行波管配用幅度均衡器时若干均衡方案分析[A];中国电子学会真空电子学分会——第十四届年会论文集[C];2004年
4 董宏全;;多注行波管高频场的弛垂度对它在同电子注互作用时的影响[A];中国电子学会真空电子学分会第十一届学术年会论文集[C];1997年
5 唐伯俊;;C波段200W幅相一致性行波管的研究[A];中国电子学会真空电子学分会——第十四届年会论文集[C];2004年
6 陈银杏;邬显平;;TWT中的混沌现象的实验观察[A];中国电子学会真空电子学分会第十二届学术年会论文集[C];1999年
7 包生祥;王守绪;范荣奎;赵登华;;行波管用钨铼合金中高含量铼的X-射线荧光光谱测定[A];全国地球化学分析学术报告会与X射线光谱分析研讨会论文集[C];2003年
8 谢文楷;蒙林;王彬;;等离子体加载行波管的若干物理问题[A];中国电子学会真空电子学分会——第十四届年会论文集[C];2004年
9 王俊毅;包正强;邓蘅;郑锦标;胥辉;;行波管CAD工作进展[A];中国电子学会真空电子学分会——第十四届年会论文集[C];2004年
10 刘顺康;;毫米波曲折波导行波管高频特性的分析[A];中国电子学会真空电子学分会第十二届学术年会论文集[C];1999年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 山东 金明杰 马存兵 郎东风;2GC 2WH-01型微波发信系统的技术改造[N];电子报;2006年
2 赵鹏;Linux下的网络并行计算[N];中国计算机报;2000年
3 ;Linux下的网络并行计算[N];计算机世界;2000年
4 本报记者 吴长锋;讷言敏行铸“天眼”[N];科技日报;2008年
5 中国工程院院士 韦钰;我的导师陆钟祚教授[N];光明日报;2002年
6 孟劲帆;周光明质量问题爱较真[N];解放军报;2004年
7 南京三乐集团有限公司 郑锦标;CAXA软件搭科研平台[N];科技日报;2004年
8 杨颜;把握时代方向的杨廉斯[N];国际商报;2003年
9 宇文;宇光今年生产经营“八个坚持”[N];经济信息时报;2007年
10 蓝蓝;杨廉斯:想尝到CDMA的美味[N];电脑报;2001年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李建清;行波管三维非线性理论及其网络并行计算[D];电子科技大学;2003年
2 高鹏;行波管再生反馈振荡器的研究[D];电子科技大学;2010年
3 刘漾;新型角向周期加载圆波导行波管的研究[D];电子科技大学;2012年
4 李斌;行波管幅相一致特性研究[D];电子科技大学;2003年
5 黄金贵;网络并行计算环境中基于多处理机任务的调度研究[D];中南大学;2003年
6 段兆云;螺旋线行波管中物理问题的研究[D];电子科技大学;2004年
7 付成芳;带状束矩形螺旋线行波管的研究[D];电子科技大学;2009年
8 王琛;土流变性质研究与滑坡三维非线性有限元数值模拟[D];四川大学;2003年
9 殷海荣;光子晶体行波管研究[D];电子科技大学;2007年
10 路志刚;矩形波导栅行波放大器的研究[D];电子科技大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李鹏;大功率行波管及材料的显微研究[D];电子科技大学;2012年
2 张德政;行波管阴极的显微研究[D];电子科技大学;2010年
3 张昕炜;行波管相位噪声及其抑制方法[D];电子科技大学;2011年
4 田艳艳;W波段新型曲折槽波导行波管研究[D];电子科技大学;2012年
5 章闻;行波管测控仪表集成系统研制[D];南京航空航天大学;2005年
6 石鲁珍;光子晶体加载曲折波导行波管研究[D];电子科技大学;2012年
7 李为;多注行波管慢波系统研究[D];合肥工业大学;2010年
8 林娴静;W波段微带曲折线行波管研究[D];电子科技大学;2012年
9 杨作为;行波管电子枪的优化设计[D];电子科技大学;2012年
10 赵怀松;某型行波管高压电源的工程实现[D];复旦大学;2011年
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