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《电子科技大学》 2005年
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同轴加载圆波导慢波系统的研究

岳玲娜  
【摘要】：现代军事技术的需求为高功率微波的发展提供了良好的环境，高功率微波源作为高功率微波的重要研究领域也迅速发展起来。而高功率微波源的核心部件是电子注与波进行互作用的场所，对行波管而言即为慢波系统，它的优劣直接影响高功率微波源的性能。全金属慢波结构因其尺寸大、热耗散能力强、整体性能好等优点被广泛应用于宽带、大功率行波管和相对论行波管中，而膜片周期加载慢波系统正是全金属结构中最重要、应用最广泛的一大类结构。本文在传统膜片加载慢波系统的基础上，提出了一类新型的同轴膜片周期加载慢波结构，从理论分析、数值模拟及实验验证几个方面对其进行了全面深入的研究。本论文主要的工作成果为： 一、首次提出一类同轴阶梯形膜片加载慢波系统，利用严格的场匹配法，推导出色散方程和耦合阻抗的表达式。色散方程表达式可以作为一种通用形式用来研究同轴或非同轴的脊加载和普通膜片加载结构。通过数值计算，不仅比较了不同形式加载结构的色散特性差别，还详细研究了结构参数对色散特性和耦合阻抗的影响。和同轴脊加载以及普通膜片加载结构相比，同轴阶梯形加载结构的带宽最宽。 二、利用具有环形电子注的平衡态模型，通过场匹配法，建立了同轴阶梯形膜片加载慢波系统的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。数值分析了结构参数和电子注参数对增益和色散的影响，该结构的3dB带宽可达30％，从而为相对论行波管发现了一种新型的宽带大功率慢波结构。 三、提出了分析任意槽形膜片加载慢波结构的一种普遍分析方法，它用一系列矩形阶梯来近似槽区的边界。这一方法适合于分析任何膜片边界或膜片间的槽边界光滑或有较大突变的结构，因此也可用来分析同轴阶梯形膜片加载波导。利用此法获得了同轴任意槽形膜片加载结构的普遍色散方程和耦合阻抗表达式。通过数值运算得到了系统结构参数对色散特性和耦合阻抗的影响，并比较了五种特殊形状槽形膜片加载结构的高频特性，相同尺寸下三角形槽的带宽最宽，但耦合阻抗最低。 四、分析了同轴任意槽形膜片加载圆波导的注波互作用的线性理论，得到了
【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】：TN124

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 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
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前1条
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中国博士学位论文全文数据库 前2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 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
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 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
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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7 朱勇;武欣嵘;李玉权;;星间激光链路的多普勒频移研究[A];全国第十二次光纤通信暨第十三届集成光学学术会议论文集[C];2005年
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10 张祖存;刘文鑫;梁正;杨梓强;;毫米波段Smith-Purcell辐射特性研究[A];第九届真空技术应用学术年会论文集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 郑家骏;可调滤波器研究[D];西安电子科技大学;1998年
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8 郝建红;高功率微波（HPM）源中的混沌现象[D];中国工程物理研究院北京研究生部;2003年
9 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
10 李少甫;新型高功率径向速调管振荡器探索[D];中国工程物理研究院北京研究生部;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 赵林新;契伦可夫器件高频结构研究[D];电子科技大学;2004年
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3 文革利;等离子体辅助的慢波结构振荡器的粒子模拟以及优化设计[D];电子科技大学;2000年
4 张进才;毫米波段FEL放大器非线性特性研究[D];电子科技大学;2000年
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6 由华峻;MATLAB在回旋管开放腔高频参数分析计算中的应用[D];中国科学院电子学研究所;2001年
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8 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
9 陈硕;充等离子体微波管的研究[D];电子科技大学;2002年
10 覃志东;环板行波管注波互作用及热力学特性研究[D];电子科技大学;2002年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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7 范植开,刘庆想,刘锡三,周传明,胡海鹰;多腔谐振腔中渡越时间效应的线性理论[J];强激光与粒子束;1999年05期
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9 范菊平,刘国治,陈昌华,胡咏梅,王宏军;带有反射腔的相对论返波管初步实验研究[J];强激光与粒子束;2001年03期
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中国博士学位论文全文数据库 前7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 蓝永海;同轴螺旋槽慢波系统的研究[D];电子科技大学;2003年
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5 高源慈;电介质准光学测试系统的实现及生物电磁学中的相关研究[D];电子科技大学;2005年
6 王浩英;高功率毫米波Cherenkov器件研究[D];电子科技大学;2005年
7 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
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 甘小勇;史密斯—帕塞尔效应自由电子激光的研究[D];电子科技大学;2000年
2 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
3 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
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5 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
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9 高荣;内同轴过模相对论返波管的特性研究[D];电子科技大学;2007年
10 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
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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10 宫玉彬，周咏冬，莫元龙，孙家鸿;毫米波双交错梯形耦合腔链的研究[J];电子学报;1996年03期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
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2 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
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中国硕士学位论文全文数据库 前2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 夏勇俊;具有中心导体轴的螺旋槽慢波系统及注—波互作用的研究[D];电子科技大学;2002年
【相似文献】
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2 朱兆君,贾宝富,罗正祥;螺旋慢波系统高频特性的计算机仿真[J];电子器件;2005年01期
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4 谢鸿全,鄢扬,刘盛纲;相对论行波管慢波结构几何参数研究[J];强激光与粒子束;2001年03期
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7 张富鑫;张玲人;;双螺旋线慢波系统DSLF的测量[J];电子科技大学学报;1979年Z1期
8 宫玉彬,王文祥,覃志东;一种适用于空心电子束的慢波系统的理论[J];电子科技大学学报;2001年05期
9 谢鸿全,李承跃,鄢扬,刘盛纲;等离子体填充相对论行波管[J];重庆大学学报(自然科学版);2004年04期
10 谢克难，王文祥;双耦合腔链慢波系统的色散分析[J];电子科技大学学报;1996年S1期
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1 孙诗瑛;;微波慢波系统的计算机辅助设计及其特性参数的测量[A];1987年全国微波会议论文集（中）[C];1987年
2 孙自强;;耦合腔慢波系统色散特性的测量[A];中国电子学会真空电子学分会第十届年会论文集（上册）[C];1995年
3 孙自强;;耦合腔慢波系统色散特性的测量[A];1995年全国微波会议论文集（下册）[C];1995年
4 陈书;张祖泽;张勇;赵柏甲;;螺旋线慢波系统的2.5维非线性计算[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
5 宫玉彬;覃志东;王文祥;;一种新型同轴慢波系统的理论[A];2001年全国微波毫米波会议论文集[C];2001年
6 段兆云;宫玉彬;王文祥;魏彦玉;黄民智;;高功率宽带螺旋线行波管慢波系统的高频特性[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
7 谢鸿全;李伟;鄢扬;唐剑梅;刘盛纲;;等离子体的浓度对相对论行波管特性的影响[A];中国电子学会真空电子学分会第十三届学术年会论文集（上）[C];2001年
8 甘犁;莫元龙;;多注耦合腔行波管慢波系统分析[A];中国电子学会真空电子学分会第十届年会论文集（上册）[C];1995年
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10 董宏全;;不均匀慢波系统行波管中的高次谐波研究[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
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1 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
2 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
3 蓝永海;同轴螺旋槽慢波系统的研究[D];电子科技大学;2003年
4 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
5 徐翱;变周期慢波系统的研究[D];电子科技大学;2009年
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9 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
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
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1 刁鹏;矩形栅慢波系统及输入输出结构的研究[D];电子科技大学;2010年
2 夏勇俊;具有中心导体轴的螺旋槽慢波系统及注—波互作用的研究[D];电子科技大学;2002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 赖生建;脊加载盘荷波导慢波系统的研究[D];电子科技大学;2003年
5 刘春兴;3毫米梯形慢波系统EIO研究[D];电子科技大学;2011年
6 覃志东;环板行波管注波互作用及热力学特性研究[D];电子科技大学;2002年
7 王林柏;等离子体加载盘荷波导慢波系统的线性理论研究[D];电子科技大学;2004年
8 王冠军;矩形栅波导慢波系统的研究[D];电子科技大学;2005年
9 吴节险;慢波结构的设计及其微波特性研究[D];兰州大学;2006年
10 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
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