收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

同轴回旋管高频特性的研究

刘睿  
【摘要】:回旋振荡管(以下简称回旋管)是回旋器件中发展得比较成熟的高功率毫米波器件,它主要应用于受控热核聚变中等离子体电子回旋共振加热(ECRH)、等离子体的不稳定性控制与诊断、微波拒止武器及工业应用等方面。近年来,国际上为了ITER计划正在发展同轴回旋管。德国卡尔斯鲁厄理工学院(KIT)和俄罗斯应用物理所(IAP)已研制了170GHz的同轴回旋管,在短脉冲情况下,得到超过1MW的功率。目前,正在进一步改造性能,提高脉冲连续时间,向连续波发展。 同轴回旋管多采用同轴纵向内开槽谐振腔,对于这种谐振腔的边界条件,目前世界上有两种处理方式:严格的场匹配理论和表面阻抗理论。利用表面阻抗理论得到的色散方程形式简单,通过它我们不仅可以建立无源二阶传输线方程,而且也可以推导出相应的模式耦合系数,这就为进一步研究同轴回旋管高频场的特性提供了条件。 本论文首先对圆柱谐振腔、光滑同轴谐振腔和同轴纵向内开槽谐振腔的模式竞争与工作模式的选择问题进行了深入的研究。研究了解决工作模式选择的新方法,论证了同轴纵向内开槽谐振腔在频率更高时,高阶模式稳定工作的优越性。 其次,对回旋管谐振腔本征模式计算的方法进行了深入的研究。由于传统算法需要对含有场幅值、谐振频率和Q值在内的多变量目标函数进行最小值优化,所以只能依靠属于局部优化的可变多面体算法来进行求解,事实证明这种方法在计算效率和准确度上都是不够理想的。因而,本论文提出了一种新计算方法,该方法避免了传统算法中利用可变多面体法和经典四阶龙格—库塔法反复搜索、迭代的计算,通过对只含有谐振频率和Q值二个变量目标函数的最小值求解,快速、准确地确定出本征模式的所有特性。 然后,从麦克斯韦方程出发,本论文推导了考虑模式耦合的同轴谐振腔无源二阶传输线方程,推导了光滑同轴和同轴纵向内开槽谐振腔的模式耦合系数。最后,基于新算法和同轴谐振腔的无源二阶传输线方程,对同轴回旋管的高频场特性进行了详细的计算。不仅获得了关于光滑同轴谐振腔相应的计算结果,而且也获得了同轴纵向内开槽谐振腔的内导体槽参量与本征模式的数值关系。这些都为实际研制同轴回旋管提供了理论基础。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 曹黄强;;回旋管在聚变等离子体ECRH加热中的应用[J];真空电子技术;1982年02期
2 张春雨,杨中海;动量螺旋比离散对AQCORAA回旋管效率的影响[J];电子学报;1997年06期
3 张世昌;回旋管及回旋潘尼管动力学理论[J];电子科技大学学报;1988年S2期
4 唐金生;;回旋管型器件[J];真空电子技术;1990年02期
5 刘盛綱 ,李宏福 ,倪治鈞 ,王文祥;15GHz实验回旋单腔管[J];电子科技大学学报;1984年01期
6 ;第四届回旋管及自由电子激光国际讨论会在成都电讯工程学院召开[J];电子学报;1987年04期
7 骥云;毫米波准光腔回旋管研究取得重大突破[J];电子科技大学学报;1986年02期
8 王华军,李宏福,周晓岚;回旋管双阳极磁控注入电子枪的设计[J];强激光与粒子束;1999年03期
9 王华军,李宏福,温越琼;8mm三次谐波回旋管双阳极电子枪计算机模拟[J];四川轻化工学院学报;2000年04期
10 王华军,李宏福,石红;回旋管单阳极电子枪计算机辅助设计[J];强激光与粒子束;2003年11期
11 刘盛纲 ,徐梅生;大回旋半径回旋管的线性理论[J];电子科技大学学报;1985年S1期
12 陈小同;顾茂生;李桐惺;;回旋管内冷阴极溅散离子泵的设计与应用[J];真空电子技术;1987年06期
13 詹如娟;张晋林;;35千兆赫二次谐波回旋管的整架实验[J];真空电子技术;1984年01期
14 邹长明,杨中海;自由电子激光电磁驻波Wiggler场的研究[J];电子科技大学学报;1995年02期
15 王华军;回旋管单阳极电子枪计算机辅助设计[J];成都师范高等专科学校学报;2002年04期
16 朱锦林;;厘米波段回旋管的实验研究[J];真空电子技术;1980年03期
17 廖正久,张世昌,吴德顺,何耀煌,陈金应,乔郁芳,阮建华,苗泳环;关于电子回旋频率对单腔回旋管参数影响的实验研究[J];电子与信息学报;1983年06期
18 杜品忠,李宏福,谢仲怜;考虑能量守恒的回旋管自洽场理论[J];电子科技大学学报;1989年03期
19 王华军,李宏福,周晓岚;大功率回旋管双阳极电子枪计算机辅助设计[J];电子科技大学学报;1999年03期
20 许乐;牛新建;;Ka波段回旋振荡管准光输出系统CAD[J];重庆大学学报(自然科学版);2005年12期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 马春燕;袁学松;韩煜;鄢扬;;600GHz回旋管的设计[A];2011年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];2011年
2 韩煜;袁学松;马春燕;;非规则横截面回旋管模拟计算方法研究[A];2011年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];2011年
3 李宏福;杜品忠;刘盛纲;;高功率毫米波回旋管的研究进展[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
4 胡林林;陈洪斌;郭焱华;雷文强;马国武;阎磊;唐瑞雪;蒋艺;;95GHz回旋管功率计的设计与应用[A];2011年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];2011年
5 宋睿;陈洪斌;胡林林;马国武;;基于3mm回旋管模拟结果的4T脉冲磁场设计[A];2011年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];2011年
6 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
7 李宏福;王文祥;杜品忠;杨仕文;周晓岚;王华军;倪治钧;万洪蓉;伍慰琛;黄勇;张洪宾;余国芬;刘盛纲;;8mm低压、低磁场回旋管[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
8 郭焱华;胡林林;陈洪斌;雷文强;马国武;余川;;3mm回旋管能量计的设计与实验[A];2011年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];2011年
9 雷文强;陈洪斌;马国武;胡林林;阎磊;唐瑞雪;蒋艺;孙迪敏;徐翱;宋睿;郭焱华;孟凡宝;;95GHz回旋管的整管数值模拟与连续波实验研究[A];2011年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];2011年
10 刘本田;罗积润;徐寿喜;;回旋管放大器的现状及其发展[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
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘睿;同轴回旋管高频特性的研究[D];电子科技大学;2011年
2 王华军;回旋管电子枪CAD[D];电子科技大学;2000年
3 黄勇;35GHz三次谐波复合腔回旋管理论及模拟研究[D];电子科技大学;2000年
4 刘頔威;太赫兹回旋谐波器件的研究[D];电子科技大学;2009年
5 金践波;同轴腔回旋管准光学模式转换器[D];西南交通大学;2006年
6 喻胜;腔体回旋脉塞器件的研究[D];电子科技大学;2002年
7 袁学松;双电子注太赫兹辐射源的研究[D];电子科技大学;2008年
8 牛新建;高功率微波传输线及模式变换研究[D];电子科技大学;2003年
9 于新华;高功率毫米波模式变换和传输关键技术的研究[D];电子科技大学;2010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 王威;170GHz回旋管的粒子模拟研究[D];电子科技大学;2010年
2 查小珍;高次谐波太赫兹回旋管[D];电子科技大学;2011年
3 马春燕;三次谐波太赫兹回旋管的研究[D];电子科技大学;2011年
4 陈仕虎;回旋管横向输入输出结构设计[D];电子科技大学;2011年
5 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
6 陈旭霖;THz回旋管基础理论研究及数值分析[D];电子科技大学;2012年
7 马强;回旋管磁控注入电子枪的设计[D];电子科技大学;2012年
8 肖飞;电子回旋谐振脉塞的PIC模拟[D];电子科技大学;2002年
9 韩煜;特殊谐振腔高次谐波太赫兹回旋管研究[D];电子科技大学;2012年
10 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
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 宋开进;两条同轴曲线带来的启示[N];战士报;2011年
2 尚吉刚;只用一副喉咙唱歌[N];中国计算机报;2003年
3 江西 史济永;光纤、同轴传输浅谈[N];电子报;2000年
4 方德钧“鄂·洪湖市”;法与德:同轴的车轮[N];人民代表报;2001年
5 李健 Dove;Gainward Hollywood[N];中国电脑教育报;2001年
6 鲁开垠 章淑华;同轴营销法则[N];中国花卉报;2005年
7 张铁汉柏长均 贾俊杰;风火同轴转[N];科技日报;2007年
8 施祖轩;“同轴”欢歌[N];无锡日报;2010年
9 RFS;RFS创新同轴滤波技术亮相CCBN[N];通信产业报;2011年
10 连晓东 冯晓伟 晓东 (本报记者 连晓东);双向改造:接入技术复杂 呼吁加快标准制定[N];中国电子报;2010年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978