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19条
1 郭和忠;低磁场回旋管(英文)[J];电子学报;1988年02期
2 朱锦林;;厘米波段回旋管的实验研究[J];电子管技术;1980年03期
3 关晓通;傅文杰;鲁钝;杨同斌;鄢扬;袁学松;;双共焦波导结构二次谐波太赫兹回旋管谐振腔设计[J];物理学报;2020年06期
4 周强;;140GHz回旋管谐振腔的冷腔计算[J];电子世界;2013年19期
5 郑少白 ,邵宗福;回旋管研究的新进展[J];物理;1983年07期
6 雷蕾;刘頔威;鄢扬;;0.42THz频率连续可调同轴回旋管[J];红外与毫米波学报;2013年06期
7 张泽湘;鉴别回旋管输出成分的一种方法[J];电子学报;1985年05期
8 吴亚光;;240千兆赫单腔回旋管的设计考虑[J];电子管技术;1980年06期
9 徐望炬;熊能;郭思豆;徐倩;陈科;张开春;;W波段高功率回旋管输出窗的热分析[J];真空电子技术;2020年06期
10 李宏福,杜品忠,杨仕文,谢仲怜,周晓岚,万洪蓉,黄勇;突变复合腔回旋管自洽场理论与模拟[J];物理学报;2000年02期
11 刘盘安;;回旋管[J];电子管技术;1978年04期
12 赵力飒;;回旋管——毫米波和亚毫米波大功率源[J];电子管技术;1979年05期
13 单玉珍;;工作于高次模式的大功率回旋管[J];电子管技术;1981年Z1期
14 张世昌;;关于回旋管空间增长率和时间增长率问题[J];桂林电子工业学院学报;1984年01期
15 唐金生;;回旋管型器件[J];真空电子技术;1990年02期
16 夏连城;吴坚强;鄢扬;;220GHz回旋管多模自恰非线性模拟[J];真空电子技术;2008年01期
17 杨祥林,许大信;回旋管中电子与波的非线性互作用过程研究[J];电子学报;1982年06期
18 李家胤;回旋管磁場計算方法的研究[J];成都电讯工程学院学报;1984年03期
19 雷文强;蒋艺;胡林林;马国武;孙迪敏;;大功率太赫兹回旋管的腔体分析与模拟[J];太赫兹科学与电子信息学报;2014年01期
中国重要会议论文全文数据库 前20条
1 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
2 刘濮鲲;E.Borie;M.Thumm;;关于工业与技术应用回旋管的选模问题[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
3 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
4 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
5 粟亦农;罗积润;吴德顺;郭炜;;8毫米2次谐波回旋管永磁包装研究[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
6 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
7 黄勇;李宏福;;三次谐波复合腔回旋管自洽非线性分析[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
8 罗里;杜朝海;戚向波;李铮迪;黄斌;刘濮鲲;;低电压宽带可调谐太赫兹回旋管的设计[A];2015年全国微波毫米波会议论文集[C];2015年
9 阎磊;雷文强;陈洪斌;马国武;胡林林;;95GHz大功率回旋管低反射输出窗设计[A];2011年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];2011年
10 马国武;;3mm大功率连续波准光回旋管研制[A];2015年版中国工程物理研究院科技年报(II)[C];2015年
11 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
12 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
13 黄勇;李宏福;王华军;张宏斌;;8mm三次谐波复合腔回旋管的起振和模式竞争[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
14 王雪微;薛谦忠;张珊;赵国慧;刘高峰;;太赫兹高次谐波回旋管模式竞争分析[A];2017年全国微波毫米波会议论文集(中册)[C];2017年
15 陈浩;鄢扬;袁学松;吴峰;李成辉;;225GHz回旋管同轴输出结构的数值模拟[A];2007年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];2007年
16 潘石;杜朝海;戚向波;罗里;黄斌;姬晓;朱娟峰;刘濮鲲;;用于宽带调频回旋管的磁控注入式电子枪[A];2016真空电子学分会第二十届学术年会论文集(上)[C];2016年
17 沈文渊;王虎;耿志辉;刘濮鲲;;回旋管冷测用同轴谐振腔的研究与设计[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(下册)[C];2013年
18 刘巧;牛新建;刘迎辉;王晖;刘建卫;郭彍;王丽娜;李宏福;;95GHz,400kW回旋管的设计与实验研究[A];中国电子学会真空电子学分会第二十一届学术年会论文集[C];2018年
19 王华军;李宏福;;回旋管双阳极电子枪的几个因素的分析[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
20 朱敏;罗积润;杨晨;李文奇;李勇;朱贺;盛馨德;郭炜;樊宇;;140GHz兆瓦级回旋管设计[A];中国电子学会真空电子学分会第二十一届学术年会论文集[C];2018年
中国博士学位论文全文数据库 前20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 马国武;140GHz回旋管理论与实验研究[D];中国工程物理研究院;2019年
3 赵其祥;高阶模THz电子回旋脉塞注波互作用研究[D];电子科技大学;2018年
4 刘巧;高功率回旋管多模自洽非线性问题研究[D];电子科技大学;2020年
5 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
6 雷朝军;THz回旋管电子光学系统与渐变谐振腔注波互作用研究[D];电子科技大学;2013年
7 宋韬;应用于增强核磁共振的连续波小型化太赫兹回旋器件研究[D];电子科技大学;2020年
8 刘頔威;太赫兹回旋谐波器件的研究[D];电子科技大学;2009年
9 王维;高功率太赫兹回旋管准光模式变换器的研究[D];电子科技大学;2017年
10 侯慎勇;渐变同轴开槽谐振腔高频场研究[D];电子科技大学;2014年
11 张天钟;太赫兹回旋管准光模式变换器的研究[D];电子科技大学;2016年
12 孙迪敏;W波段三次谐波回旋管理论与实验研究[D];清华大学;2014年
13 朱敏;用于谐波倍增回旋管放大器的Ku波段输入耦合系统的研究[D];中国科学院研究生院(电子学研究所);2006年
14 傅文杰;太赫兹电子回旋脉塞器件研究[D];电子科技大学;2010年
15 王志鹏;新型同轴结构的高频特性及相关应用研究[D];电子科技大学;2021年
16 王丽;回旋管电子光学系统的研究[D];电子科技大学;2006年
17 马俊建;回旋管注波互作用非线性理论与模拟研究[D];电子科技大学;2013年
18 吴永存;回旋加速器的频率与磁场的调谐研究[D];中国工程物理研究院;2019年
19 林琪;表面等离激元谐振腔耦合型波导体系中的干涉效应研究[D];湖南大学;2018年
20 王微;铥钬共掺钒酸镥晶体激光输出特性研究[D];哈尔滨理工大学;2019年
中国硕士学位论文全文数据库 前20条
1 雷蕾;频率连续可调太赫兹同轴回旋管的研究[D];电子科技大学;2013年
2 周强;140GHz回旋管关键技术的研究[D];电子科技大学;2014年
3 唐娜;高功率回旋管收集级关键问题的研究[D];电子科技大学;2020年
4 黄文晋;0.65 THz回旋管电子光学系统的模拟与分析[D];电子科技大学;2019年
5 安康;频率调谐高功率回旋管的高频系统研究[D];中国电子科技集团公司电子科学研究院;2019年
6 康东东;回旋管灯丝电源设计[D];中国科学技术大学;2019年
7 安晨翔;250 GHz回旋管理论及仿真研究[D];国防科学技术大学;2016年
8 邓世超;应用于增强核磁共振的太赫兹回旋管磁控入式电子枪研究[D];电子科技大学;2018年
9 陈朝伟;高功率回旋管热仿真分析及优化设计[D];电子科技大学;2018年
10 栾婷;回旋管准光模式及匹配技术的研究[D];电子科技大学;2018年
11 熊庆美;高功率回旋管电子光学系统的设计与优化[D];电子科技大学;2018年
12 夏连城;220GHz回旋管模式竞争理论的研究和数值模拟[D];电子科技大学;2008年
13 胡巧;一种改进型多段回旋谐振腔的电磁特性分析[D];电子科技大学;2020年
14 李成辉;220GHz同轴腔回旋管研究[D];电子科技大学;2008年
15 王思凡;263GHz频率可调谐太赫兹回旋管研究[D];电子科技大学;2021年
16 陈辉;回旋管输出系统及收集级热分析技术[D];电子科技大学;2015年
17 查小珍;高次谐波太赫兹回旋管[D];电子科技大学;2011年
18 李宁平;0.22THz回旋管渐变输出结构的研究[D];电子科技大学;2009年
19 肖艳;220GHz高阶模式回旋管的研究[D];电子科技大学;2008年
20 马家俊;回旋管电子光学系统设计与优化[D];电子科技大学;2016年
 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