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《电子科技大学》 2008年
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S波段等离子体耦合腔行波管高频结构的理论设计与实验研究

饶疆  
【摘要】: 近年来研究发现,在某些微波器件中填充等离子体以后,器件的输出功率和互作用效率都得到显著提高,同时等离子体还可改善电子注的传输质量,甚至取消笨重的外加磁场。全俄电技术研究所、美国休斯实验室和马里兰大学在这方面均有报道,我国电子科技大学高能电子学研究所也正在积极地开展该领域的各项研究工作。 本文对等离子耦合腔行波管的高频特性进行了理论分析,完成了详细的数值计算和模拟仿真,对一支S波段等离子耦合腔链进行了冷测实验研究。 对于填充磁化等离子体慢波结构,通常采用的线路模型法遇到了困难,本文中采用分区域场匹配结合并矢格林函数、矩量法建立数值分析模型,求解了磁化等离子体填充耦合腔慢波结构的色散方程;分析了等离子体填充状况下的耦合阻抗。从而得到了等离子体耦合腔行波管高频特性。 利用基于上述方法得到的耦合腔慢波结构特性计算程序和HFSS三维电磁模拟仿真软件,对耦合腔链模型进行了模拟仿真,计算了色散特性和耦合阻抗,验证了仿真建模,以及模拟方法的正确性。利用仿真软件提供的周期边界条件,对耦合腔慢波系统只需要建立一个周期的模型,即可模拟仿真慢波结构的色散特性,大大减少了计算量。借助于仿真软件丰富的后处理功能,使用精确的定义法进行了耦合阻抗的仿真,在取得仿真精度的同时提高了仿真效率。 分析比较了行波管色散测量的不同原理和方法,从中选取最简单有效的测量方法。根据仿真后优化得到的结果,实际加工了一支S波段等离子体耦合腔链的样品,进行了冷腔测试。测试结果验证了耦合腔慢波结构特性计算程序算法的准确度。
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TN124

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 吴紫玉;Ka波段交错梯形耦合腔行波管模拟研究[D];电子科技大学;2012年
2 马锐;等离子体填充微波器件研究[D];电子科技大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前6条
1 张昭洪,吴鸿适;耦合腔慢波结构特性研究[J];电子学报;1986年01期
2 谢文楷;强流相对论电子学若干新进展[J];电子学报;1995年06期
3 李建清,肖舒,莫元龙;等离子体填充耦合腔链特性研究[J];强激光与粒子束;2003年11期
4 龚中麟,张晋林;等离子体填充行波管研究的现状及展望[J];真空电子技术;2002年01期
5 谢文楷,高昕艳;等离子体加载大功率微波器件[J];真空电子技术;2002年04期
6 刘顺康;耦合腔行波管慢波结构的工作模式及其特性[J];真空电子技术;1994年01期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王陈宁;;基于虚拟仪器技术的微波晶体检波二极管的定标[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2009年04期
2 赵柏林,赵文中,杜金林;毫米波段地物微波反射率的研究[J];北京大学学报(自然科学版);1983年04期
3 韩庆源,赵柏林;地物的毫米波段介电常数之测量[J];北京大学学报(自然科学版);1984年01期
4 邓壮;许睿;黄震;;行波管一维非线性单频注波互作用理论与计算机模拟[J];重庆工学院学报(自然科学版);2007年08期
5 尹秋艳;陈放;曹玉婷;;一种测量Ba_xSr_(1-x)TiO_3介电常数的新方法[J];材料导报;2007年S2期
6 张兆镗;黎晓云;;高功率电平下微波动态阻抗的测量[J];材料导报;2007年S2期
7 于海涛;吴亮;李国辉;;测量介质材料复介电常数的准光腔法[J];材料开发与应用;2010年03期
8 田雨波;钱鉴;生佳根;;计算表面波特征方程的一种新的数值方法[J];电波科学学报;2006年06期
9 沙玉红;田雨波;张小秋;;求解电磁领域中复超越方程的PSO-PTS混合算法[J];电光与控制;2009年03期
10 邹兴长;测量海水微波复介电常数的新方法[J];东海海洋;1985年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 吴宏雄;郑小键;潘楚华;;自动测量复介电常数的计算机程序[A];1987年全国微波会议论文集(中)[C];1987年
2 张月兰;杨德顺;;微波测量中改进的等指示度法[A];1995年全国微波会议论文集(下册)[C];1995年
3 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
4 黎晓云;傅文杰;张兆镗;;微波炉及磁控管动态阻抗及特性参数综合测试台的研发[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 徐国亮;朱正和;蒋刚;李步云;常方高;;碳团簇型微波吸收材料的尺寸效应[A];2006年全国功能材料学术年会专辑(Ⅲ)[C];2006年
6 吕晨光;曾葆青;张海;董筱博;;沥青混合材料复介电常数的测量[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第6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 董烨;董志伟;周海京;;任意轴对称周期慢波结构色散曲线的数值计算[A];第二届全国信息与电子工程学术交流会暨第十三届四川省电子学会曙光分会学术年会论文集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 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
2 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
3 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
4 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
5 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
6 丁世敏;电磁吸波混凝土材料关键技术研究[D];西安电子科技大学;2010年
7 王新稳;复解析保角变换在电磁工程中的应用研究[D];西安电子科技大学;2011年
8 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
9 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
10 孔艳岩;静电场加载同轴结构小轨道相对论电子微波激射器研究[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 刘春兴;3毫米梯形慢波系统EIO研究[D];电子科技大学;2011年
2 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
3 杨敏;螺旋线行波管中衰减器的分析与研究[D];电子科技大学;2011年
4 安明;基于负载牵引法的微波大功率自动调配器的控制软件的研究及其应用[D];西安电子科技大学;2011年
5 舟婕;矩形栅慢波结构及输入输出装置的研究[D];电子科技大学;2011年
6 刘瑞奇;宽带行波管中功率凹陷抑制的研究[D];电子科技大学;2011年
7 綦伟玲;平面型螺旋线慢波结构行波管的研究[D];电子科技大学;2011年
8 王丽;宽带螺旋线行波管的若干问题研究[D];电子科技大学;2011年
9 方天宇;新型曲折波导行波管的研究[D];电子科技大学;2011年
10 鲁多;Ka波段瞬态微波幅相测试系统研究[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 吴振华;张开春;刘盛纲;;8mm带状注扩展互作用振荡器研究[J];电子科技大学学报;2010年01期
2 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
3 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
4 王彬;谢文楷;;等离子体加载耦合腔慢波结构色散分析[J];物理学报;2007年12期
5 龚中麟,张晋林;等离子体填充行波管研究的现状及展望[J];真空电子技术;2002年01期
6 谢文楷,高昕艳;等离子体加载大功率微波器件[J];真空电子技术;2002年04期
7 王文祥,宫玉彬,魏彦玉,余国芬,赵国庆;大功率行波管新型慢波线技术的进展[J];真空电子技术;2002年06期
8 邢俊毅;冯进军;;毫米波扩展互作用器件[J];真空电子技术;2010年02期
9 王文祥,余国芬,宫玉彬;行波管慢波系统的新进展──全金属慢波结构[J];真空电子技术;1995年05期
10 付成芳;魏彦玉;宫玉彬;王文祥;;矩形螺旋线慢波电路高频特性的数值分析[J];真空科学与技术学报;2009年04期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 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
2 朱小芳;螺旋线慢波系统高频特性理论分析与数值模拟[D];电子科技大学;2007年
3 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
4 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
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 王冠军;矩形栅波导慢波系统的研究[D];电子科技大学;2005年
2 王传兵;小型化行波管散热研究[D];电子科技大学;2006年
3 于海波;应用于真空电子管的矩形栅慢波结构冷特性的数值模拟[D];山东大学;2007年
4 刘雪梅;超宽带大功率行波管的优化设计[D];电子科技大学;2010年
5 李喆;螺旋线行波管反射振荡的研究[D];电子科技大学;2010年
6 郭方;片状注电子枪的理论研究[D];电子科技大学;2010年
7 蒋艺;矩形螺旋线慢波结构的研究[D];电子科技大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前5条
1 陈希,谢文楷,刘盛纲;等离子体对电子注的聚束特性的研究[J];电子科技大学学报;1998年03期
2 张昭洪,吴鸿适;耦合腔慢波结构特性研究[J];电子学报;1986年01期
3 陈希,谢文楷,刘盛纲;波纹波导加载等离子体后注波互作用的线性理论[J];电子学报;2000年09期
4 陈希,谢文楷,刘盛纲;电子注在等离子体中的运动及传输特性[J];强激光与粒子束;1998年01期
5 陈希,谢文楷,刘盛纲;等离子体加载波纹波导的色散方程[J];真空电子技术;1999年02期
中国博士学位论文全文数据库 前1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
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李建清,肖舒,莫元龙;等离子体填充耦合腔链特性研究[J];强激光与粒子束;2003年11期
2 ;杆耦合腔[J];真空电子技术;1990年05期
3 栾远涛;罗积润;郭炜;朱敏;袁广江;;一种用于谐波倍增回旋放大器的耦合腔互作用电路[J];电子与信息学报;2007年11期
4 崔健;罗积润;朱敏;郭炜;;多间隙耦合腔中注-波同步与耦合[J];物理学报;2011年05期
5 曹世昌;用有限元法介带膜片耦合腔中的场(一)[J];电子器件;1979年04期
6 宋文淼,李镇淮,陈秀岚,吴静贤;耦合腔结构的互作用阻抗的计算[J];电子科学学刊;1984年04期
7 廖常俊;;数字光学计算中用耦合腔实现全光学逻辑[J];光学工程;1987年02期
8 梅洛勤;张辉;马书炳;王保明;陈宇;储德林;;一维光子晶体微腔的光放大和耦合腔的滤波特性研究[J];量子光学学报;2011年04期
9 傅德月;张松;彭晓东;;休斯型耦合腔电磁色散特性研究[J];四川师范大学学报(自然科学版);2010年04期
10 甘体国;;窄带多重耦合腔的综合[J];电讯技术;1979年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张国兴;;宽频带耦合腔链的微机模拟[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
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 谭磊;海莲;张文轩;冯晓强;;耗散耦合腔阵列体系中的量子相变和光子输运[A];第十六届全国量子光学学术报告会报告摘要集[C];2014年
5 李文慧;毕卫红;王金生;;一维耦合腔光学二极管[A];第十八届十三省市光学学术会议论文集[C];2010年
6 赵力;;任意耦合腔慢波电路色散特性的三维模拟[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
7 傅克信;;提高耦合腔行波管平均功率容量的新电路[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
8 陈历学;李文惠;汤冬华;丁卫强;;光子晶体耦合腔阵列中的双稳态开关特性[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
9 朱亚东;肖虎;王小林;马阎星;周朴;;基于公共环形耦合腔的高功率双包层光纤激光器相干合成实验研究[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
10 王爱美;王百全;;S波段宽脉冲栅控耦合腔行波管的研制[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5条
1 袁季兵;基于耦合腔—玻色—爱因斯坦凝聚系统的量子效应及其操控[D];湖南师范大学;2014年
2 王彬;等离子体耦合腔行波管高频特性及电子枪的研究[D];电子科技大学;2008年
3 海莲;耗散耦合腔阵列中单光子的传输特性[D];兰州大学;2014年
4 白春江;耦合腔行波管注波互作用非线性理论与CAD技术研究[D];电子科技大学;2013年
5 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
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 汪宝亮;加速器输入耦合腔的数值计算设计及测试验证[D];安徽大学;2004年
2 唐亮;耦合腔行波管的计算方法[D];电子科技大学;2007年
3 刘辕;耦合腔慢波系统中不连续性自动检测技术的研究[D];电子科技大学;2009年
4 万丰;基于缝隙耦合腔链异向传输线谐振器的研究[D];电子科技大学;2009年
5 庞晓贝;等离子体填充耦合腔行波管非线性注波互作用分析[D];电子科技大学;2007年
6 吴蕾蕾;等离子体加载周期慢波结构[D];电子科技大学;2007年
7 刘科;耗散耦合腔阵列中的量子相变[D];兰州大学;2012年
8 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
9 李德玺;圆柱坐标系有限积分方法仿真耦合腔高频特性[D];电子科技大学;2007年
10 吴紫玉;Ka波段交错梯形耦合腔行波管模拟研究[D];电子科技大学;2012年
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