螺旋波紋波導回旋行波管關鍵技術(shù)研究.pdf

1、回旋行波管（gyro-TWT）作為一種基于電子回旋脈塞原理的高功率微波源，在高分辨率雷達、毫米波通訊、等離子體診斷、醫(yī)療成像等方面有著十分誘人的應用前景，因而在國內(nèi)外引起高度重視。
　　在回旋行波管的發(fā)展過程中，人們一直在努力提高管子的輸出功率、帶寬、降低對速度離散的敏感性。而螺旋波紋波導能夠很好的滿足這一要求，它用螺紋結(jié)構(gòu)代替光滑結(jié)構(gòu)波導，在根本上改變了小軸向波數(shù)區(qū)域的色散特性，使得 TE11模和TE21模在角向耦合出“準TE2

2、1”本征模式，工作本征模的群速度在很寬范圍內(nèi)接近于一個大于零的常數(shù)，這非常有利于和電子注發(fā)生互作用，拓展了帶寬的同時也降低了對速度離散的敏感性，還能增加抑制模式競爭的能力。
　　輸出窗作為回旋行波管的的關鍵部件之一，一方面起隔絕外部大氣的作用，另一方面盡量使放大的微波能無反射通過。
　　本文主要對螺旋波紋波導回旋行波管及輸出窗進行了研究。全文的主要工作如下：
　　1.學習并梳理了電子回旋脈塞原理與回旋行波管的發(fā)展歷史、

3、設計理念以及未來的發(fā)展方向。
　　2.運用微擾理論和耦合波理論推導螺旋波紋波導的耦合波方程及其色散方程，并從中得到了耦合系數(shù)表達式及角向選擇條件表達式。
　　3.編寫Matlab程序分析螺旋波紋波導色散曲線的變化規(guī)律，著重研究了螺紋波導的耦合特性、色散特性、場分布以及模式競爭問題。然后利用三維電磁仿真軟件模擬螺旋波紋波導，觀察場分布情況并將工作模式色散曲線進行了模擬對比。初步研究了脈沖壓縮應用及五折螺紋波導的色散特性，為下一