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《电子科技大学》 2005年
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高功率毫米波Cherenkov器件研究

王浩英  
【摘要】:高功率毫米波器件是高功率微波技术的一个重要方向,而Cherenkov器件是其中的一个重要分支,是目前国内外研究的热点。本文在国家自然科学基金及相关项目的资助下,对Cherenkov器件进行了比较深入、全面的研究,包括理论分析、粒子模拟和实验三个方面,取得了一批有价值的研究成果。 首先利用场分析方法,采用线性理论,建立了通用的线性理论模型,编写了数值计算程序,对通用理论的有效性进行了讨论,并成功地用通用理论计算分析了三种典型的具有不同慢波结构形状的Cherenkov器件。该理论适用于分析具有任意周期性空心圆柱边界形状的Cherenkov器件中任意模式与相对论环形电子注的互作用,该理论拓展了前人的研究成果,对于高功率微波器件的发展具有现实的需求和意义。 首次成功地将Gover提出的FEL理论推广到Cherenkov器件,给出了慢波结中任意模式与电子注互作用的小信号增益表达式,这是一个简洁而广泛的理论,通过将耦合系数κ作扩展,统一增益表达式可以用来描述各种形状的电子注与各种器件中任意模式的互作用,我们成功地用此理论分析了两种具有不同慢波结构形状的Cherenkov器件。 在国内首次采用MAGIC程序对具有大口径、浅褶皱和短周期分段式慢波系统的毫米波相对论Cherenkov器件进行了粒子模拟研究。通过粒子模拟,观察到了电子注与电磁波相互作用的清晰的物理过程,研究了器件产生微波频率和功率随结构参数、束流参数和导引磁场的变化关系。模拟结果显示:相比单段慢波结构,分段式慢波结构中束波互作用产生的微波功率高,频谱质量好,具有分段式慢波结构的器件在束能550keV,束流5kA,半径1.45-1.65cm的环形电子注驱动下,微波输出功率可达1.2GW,工作模式为TM_(01)模。另外还模拟研究了结构参数、束流参数和磁场参数对输出功率和频率的影响,获得了一些对实验有指导意义的模拟结果。 在理论分析、PIC模拟的基础上,成功地进行了8毫米波段高功率Cherenkov器件的实验研究。高频结构使用了由漂移段隔开的两段慢波结构,慢波结构为
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TN61

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 王浩英,杨梓强,史宗君,马文多,刘文鑫,兰峰,梁正;毫米波段高功率绕射辐射振荡器的研究[J];强激光与粒子束;2005年08期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 陈晔;赵鼎;王勇;舒雯;;二维矩形截面Cerenkov脉塞的线性分析[A];2011年全国微波毫米波会议论文集(上册)[C];2011年
2 陈晔;赵鼎;王勇;张雪;;三维矩形截面Cerenkov脉塞的研究[A];2011年全国微波毫米波会议论文集(上册)[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 朱俊;低磁场准单模Cerenkov型高功率毫米波器件研究[D];国防科学技术大学;2011年
2 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
3 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
4 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2条
1 李悦宝;周期性介质切伦柯夫脉塞的研究[D];电子科技大学;2007年
2 朱俊;毫米波低磁场慢波结构高功率微波发生器研究[D];国防科学技术大学;2006年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 李家胤,于善夫,孙嘉鸿,周晓岚,李明光,刘盛纲;3cm 相对论返波管的实验研究[J];强激光与粒子束;1992年02期
2 张军,钟辉煌,杨建华,舒挺;具有谐振腔的多波切伦柯夫振荡器的粒子模拟[J];强激光与粒子束;2003年01期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 戴结林;时谐电磁波边值关系独立性的证明[J];安徽教育学院学报;2004年06期
2 黄红梅;王洪光;魏臻;;有限元数值模拟在红外检测定量研究中的应用[J];安徽大学学报(自然科学版);2006年06期
3 方向正,史守华;低维浅势阱中束缚态存在条件的研究[J];安徽大学学报(自然科学版);1998年04期
4 程传林;饱和粘性土地基的固结[J];安徽工程科技学院学报;2002年02期
5 陈翠微,凤尔银;哈密顿算符矩阵元的一种简单表达式[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2003年03期
6 何红雨,保宗悌,陆晓;两半导体球壳内电位的计算与分析[J];安徽师范大学学报(自然科学版);2004年03期
7 何红雨;;偏心圆柱形电容器电位的计算与分析[J];安徽师范大学学报(自然科学版);2010年06期
8 王其申;朱诵文;刘全金;;振动中的轴对称膜的差分离散模型及其验证[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2010年01期
9 吕金城;原新生;;关于球Bessel方程本征值问题的几个重要结果[J];安阳师范学院学报;2006年02期
10 田彦伟;崔晓娜;;三维拉普拉斯方程的求解[J];安阳师范学院学报;2007年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王青平;白武明;王洪亮;;多重网格在二维泊松方程有限元分析中的应用[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(上)[C];2012年
2 谢福寿;陈叔平;姚淑婷;韩宏茵;常智新;;非稳态下翅片管气化器霜层内温度分布数值研究[A];走中国创造之路——2011中国制冷学会学术年会论文集[C];2011年
3 时宇;蒲春生;张荣军;;低频波动下油藏流体渗流模型研究[A];第九届全国渗流力学学术讨论会论文集(二)[C];2007年
4 郁海勇;鄢扬;袁学松;;同轴内开槽结构高次谐波回旋管冷腔分析[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 傅文杰;鄢扬;刘盛纲;;0.44THz二次谐波回旋管的模拟与设计[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
6 于新华;蒙林;牛新建;;94GHz回旋管渐变复合腔的仿真设计[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
7 张文华;周长瑚;;横向固结系数求法初探[A];第四届全国工程地质大会论文选集(三)[C];1992年
8 宁毅;王雪帆;李建久;;基于改进遗传算法的屏蔽纵向梯度线圈设计[A];湖北省电工技术学会2004年学术年会论文集[C];2004年
9 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
10 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
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 贺克羽;新型控制棒水力驱动系统研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
2 廖臣;三维电磁粒子模拟并行算法及其应用研究[D];电子科技大学;2010年
3 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
4 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
5 胡亮;基于边界法向磁通密度逐点测量的无旋磁场重构方法及其应用[D];浙江大学;2010年
6 杨实;基于磁开关和带状线的长脉冲、超低阻抗脉冲发生器及其相关技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
7 邹焕;片上共面波导关键技术及其应用研究[D];电子科技大学;2011年
8 刘睿;同轴回旋管高频特性的研究[D];电子科技大学;2011年
9 柴斌;回旋自谐振脉塞多模非线性理论研究[D];西南交通大学;2011年
10 辛琦;正弦波纹同轴布喇格谐振腔研究[D];西南交通大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李婷;浅海表面噪声矢量场时空相关特性研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 王畅;流量波动条件下的流动与传热特性研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 胡超;多球的电磁波散射[D];烟台大学;2010年
4 王丽娜;碳纤维混凝土三向受压状态下压敏性研究[D];沈阳建筑大学;2011年
5 罗珵;基于副载波复用的新型光码分多址复用无源光网络[D];浙江大学;2010年
6 赵晓娜;毫米波模式激励器理论与实验研究[D];电子科技大学;2011年
7 靳晓飞;基于GPRS的远程智能通讯终端设计[D];西安电子科技大学;2011年
8 梁大光;康普顿型自由电子激光中N光子散射的理论研究[D];山东师范大学;2011年
9 张月强;有限元线法参数单元在导热问题中的研究和应用[D];北方工业大学;2011年
10 许剑芸;弹性板结构模态频率解析及试验分析[D];北京交通大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 葛行军;陈宇;钱宝良;钟辉煌;巨金川;;O型同轴慢波器件的纵向模式选择研究[J];电波科学学报;2008年06期
2 狄隽,祝大军,刘盛纲;CHIPIC软件的电磁场计算方法[J];电子科技大学学报;2005年04期
3 兰峰;高喜;史宗君;杨梓强;梁正;;Ka波段绕射辐射振荡器的辐射功率测量[J];电子科技大学学报;2006年05期
4 高喜;杨梓强;兰峰;史宗君;梁正;;具有反射器的绕射辐射振荡器的模拟研究[J];电子科技大学学报;2008年03期
5 文光俊,李家胤,刘盛纲,谢甫珍;同轴型相对论返波管的粒子模拟研究[J];电子学报;1999年12期
6 范植开,刘庆想;三腔分离腔振荡器高频特性分析[J];电子学报;2001年04期
7 钱宝良 ,钟辉煌 ,张建德;国外高功率微波的研究进展[J];国防科技参考;1999年04期
8 张桂戌,郑建华,卢雪球,黄团华,王义芳;HIRFL束流诊断系统软件设计[J];核电子学与探测技术;1999年04期
9 孙运涛;;光子晶体的负折射效应[J];激光与光电子学进展;2007年01期
10 范植开,刘庆想,于爱民,谭杰,周海京,吴勇,龚海涛,陈代兵,何琥,崔学芳,王战亮,刘忠;C波段三腔渡越时间效应振荡器的理论与实验[J];中国科学G辑:物理学、力学、天文学;2003年06期
中国博士学位论文全文数据库 前9条
1 何琥;X波段渡越辐射振荡器的理论和实验研究[D];中国工程物理研究院北京研究生部;2003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 张晓萍;新型磁绝缘线振荡器的研究[D];国防科学技术大学;2004年
4 陈洪斌;高功率毫米波返波管器件研究[D];中国工程物理研究院;2005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 殷海荣;光子晶体行波管研究[D];电子科技大学;2007年
7 樊玉伟;磁绝缘线振荡器及其相关技术研究[D];国防科学技术大学;2007年
8 赖颖昕;正弦波纹同轴布喇格结构研究[D];西南交通大学;2008年
9 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10条
1 唐剑梅;磁化等离子体填充的介质契伦柯夫振荡器的研究[D];电子科技大学;2002年
2 李志强;轴向反馈式虚阴极振荡器的研究和改进[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2002年
3 袁成卫;高功率微波轴对称模式天线辐射技术研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2002年
4 张章;高功率微波源中脉冲缩短现象的粒子模拟与机理研究[D];电子科技大学;2004年
5 樊玉伟;紧凑型L波段磁绝缘线振荡器研究[D];国防科学技术大学;2003年
6 郭军;X波段低磁场高效率返波振荡器的研究[D];电子科技大学;2005年
7 赵慧;C波段准光腔型虚阴极振荡器的研究[D];国防科学技术大学;2004年
8 于新华;X波段低磁场高功率返波振荡器的研究[D];电子科技大学;2006年
9 邹巨洪;周期电磁结构色散特性研究计算[D];电子科技大学;2006年
10 高喜;具有反射器的相对论绕射辐射振荡器的研究[D];电子科技大学;2006年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 高喜;杨梓强;兰峰;史宗君;梁正;;具有反射器的绕射辐射振荡器的模拟研究[J];电子科技大学学报;2008年03期
2 朱俊;舒挺;张军;张泽海;樊玉伟;高景明;李国林;周生岳;许流荣;;低磁场过模慢波结构型高功率毫米波发生器的改进[J];强激光与粒子束;2011年11期
中国博士学位论文全文数据库 前7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 王挺;双波段相对论返波振荡器的研究[D];国防科学技术大学;2011年
3 刘静;同轴波导虚阴极振荡器的研究[D];国防科学技术大学;2011年
4 朱俊;低磁场准单模Cerenkov型高功率毫米波器件研究[D];国防科学技术大学;2011年
5 刘文鑫;双电子注毫米波及亚毫米波辐射源的研究[D];电子科技大学;2008年
6 史宗君;周期束团驱动的毫米波及THz源的研究[D];电子科技大学;2009年
7 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6条
1 李川;Ku波段低磁场过模慢波高功率微波发生器研究[D];国防科学技术大学;2010年
2 邓小龙;相对论磁控管锁相及其功率合成的初步研究[D];国防科学技术大学;2010年
3 刘义;高功率微波功率测量相关技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
4 侯钧;金属柱平板慢波结构的三维模拟研究[D];电子科技大学;2009年
5 余小辉;紧凑重频脉冲导引磁场电源的研究[D];国防科学技术大学;2009年
6 陈飞翔;双频同轴变阻抗相对论返波振荡器的研究[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1条
1 范菊平,刘国治,陈昌华,宋志敏;带有反射腔的相对论返波管的数值模拟[J];强激光与粒子束;2002年01期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 巨金川;葛行军;钟辉煌;舒挺;;1.6GHz同轴相对论返波振荡器耦合阻抗(英文)[J];强激光与粒子束;2010年01期
2 钟哲夫;高功率微波束的旋摆扫描方法[J];强激光与粒子束;2001年03期
3 侯德亭,周东方,牛忠霞,王玉光;由折射指数计算高功率微波的击穿阈值[J];信息工程大学学报;2004年02期
4 胡涛,毛天鹏,周东方;高功率微波大气传输轨迹模拟[J];信息工程大学学报;2004年02期
5 袁成卫,钟辉煌,刘庆想,钱宝良;半径渐变同轴波导模式耦合系数研究[J];强激光与粒子束;2005年08期
6 李少甫,丁武,杨中海;新型高功率虚阴极径向反射速调管振荡器[J];强激光与粒子束;2005年11期
7 樊玉伟;钟辉煌;郑世勇;舒挺;;X波段磁绝缘线振荡器的模拟研究(英文)[J];强激光与粒子束;2006年03期
8 邹伟;侯德亭;王芊;牛忠霞;周东方;;高功率微波在电离层中传播的折射率研究[J];强激光与粒子束;2006年10期
9 王聪敏;张博;;WCDMA系统中PIM的分析与测量[J];现代电子技术;2007年21期
10 宋刚永;聂开俊;;W波段准光模式变换器的优化仿真设计[J];信息技术;2010年11期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 陈虹;夏芳;宋磊;沈卫超;;高功率微波数值仿真通用数据格式及其I/O接口实现[A];中国工程物理研究院科技年报(2008年版)[C];2009年
2 刘国治;;高功率微波技术研究进展及发展趋势浅析[A];第三届全国加速器技术学术交流会论文摘要集[C];2007年
3 周海京;丁武;刘庆想;;VLASOV天线的研究[A];第六届全国激光科学技术青年学术交流会论文集[C];2001年
4 徐龙;杨陟华;潘秀颉;曹珍山;朱茂祥;;高功率微波长期暴露的初步安全性评价[A];中国毒理学会第五次全国学术大会论文集[C];2009年
5 钟哲夫;李浩;;高功率微波输出窗的介质物理光学分析[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
6 徐龙;杨陟华;潘秀颉;曹珍山;朱茂祥;;高功率微波长期暴露的初步安全性评价[A];中国毒理学会放射毒理专业委员会第七次、中国毒理学会免疫毒理专业委员会第五次、中国环境诱变剂学会致突专业委员会第二次、中国环境诱变剂学会致畸专业委员会第二次、中国环境诱变剂学会致癌专业委员会第二次全国学术会议论文汇编[C];2008年
7 高亚兵;王德文;彭瑞云;陈浩宇;杨红;邓桦;曹晓哲;王水明;赵梅兰;崔雪梅;崔玉芳;陈建魁;;脉冲式兆瓦级高功率微波照射后狗某些生化指标的改变[A];第五届全国生物医学体视学学术会议、第八届全军军事病理学学术会议、第四届全军定量病理学学术会议论文汇编[C];2002年
8 沈旭明;金晓;和天慧;;L波段高功率微波脉冲压缩双路并联功率合成结构设计[A];中国工程物理研究院科技年报(2003)[C];2003年
9 程云;和天慧;刘婕;陈亚男;都兴绍;;高功率微波脉冲压缩储能谐振腔的测量与调试[A];中国工程物理研究院科技年报(2005)[C];2005年
10 李天明;李家胤;于秀云;张廷伟;汪海洋;李浩;周翼鸿;邹焕;;关于相对论磁控管效率的粒子模拟研究[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
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 李大光;定向能武器[N];战士报;2003年
2 向畅;张伟:在重大工程中探寻非线性动力学[N];光明日报;2007年
3 ;山地地震走廊问题解铃人———王卫华[N];中国石油报;2006年
4 中民 刘炳路;微波炸弹——真的那么神吗?[N];中国国防报;2002年
5 本报记者 张晔 王燕宁;硬理论在这里软着陆[N];科技日报;2006年
6 电子工程学院教授 晓泉 建华;电磁霹雳:强辐射武器对抗[N];解放军报;2000年
7 钱学敏;钱学森在美国的20年[N];光明日报;2006年
8 张健;新概念火力战不同凡响[N];中国国防报;2003年
9 主评人 北京大学哲学系副教授 刘华杰;定期刷新我们的自然观[N];光明日报;2001年
10 杨诚;反隐身技术让你无处可藏[N];河北日报;2002年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王浩英;高功率毫米波Cherenkov器件研究[D];电子科技大学;2005年
2 唐涛;高功率微波大气传播非线性问题的数值研究[D];西南交通大学;2011年
3 李国林;高功率微波多路耦合输出的研究[D];国防科学技术大学;2010年
4 徐刚;频率可调宽带高功率微波辐射源技术研究[D];清华大学;2011年
5 杨丹;高功率微波脉冲的耦合与传播研究[D];西南交通大学;2005年
6 陈代兵;双频磁绝缘线振荡器的理论与实验研究[D];中国工程物理研究院;2008年
7 秋实;高功率微波窗口击穿及馈源技术[D];西安电子科技大学;2010年
8 陈洪斌;高功率毫米波返波管器件研究[D];中国工程物理研究院;2005年
9 罗雄;同轴虚阴极振荡器基础理论研究及原理性实验[D];西南交通大学;2007年
10 袁成卫;新型高功率微波共轴模式转换器及模式转换天线研究[D];国防科学技术大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 郭军;X波段低磁场高效率返波振荡器的研究[D];电子科技大学;2005年
2 杨一明;高功率微波天线近场大气击穿的研究[D];国防科学技术大学;2010年
3 牛洪昌;紧凑型L波段同轴相对论返波振荡器的研究[D];国防科学技术大学;2005年
4 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
5 司守训;电磁脉冲防护技术研究[D];合肥工业大学;2006年
6 秦奋;高功率磁绝缘线振荡器研究[D];中国工程物理研究院;2009年
7 李浩;高功率微波高斯馈源的研究[D];电子科技大学;2003年
8 刘国朝;高功率微波馈源输出窗的热性能研究[D];电子科技大学;2005年
9 葛名立;同轴插板式相移器理论及实验研究[D];西南交通大学;2006年
10 高炜;3mm波段单腔回旋振荡器的数值模拟与设计[D];电子科技大学;2010年
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