同軸布喇格諧振腔電磁特性的模擬研究.pdf

1、回旋自諧振脈塞(Cyclotron Auto-resonance Maser，CARM)和自由電子激光(Free Electron Laser，F(xiàn)EL)作為高效率、高功率微波(High Power Microwave，HPM)源，在雷達(dá)、電子對(duì)抗、微波定向能武器、等離子加熱、可控?zé)岷朔磻?yīng)、高能加速器、通信等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。其中，布喇格結(jié)構(gòu)作為回旋自諧振脈塞(CARM)和自由電子激光(FEL)振蕩器中高頻束-波互作用的諧振腔，近年

2、來在國(guó)際范圍內(nèi)受到高度重視。
　　 布喇格結(jié)構(gòu)通常是一種具有連續(xù)性波紋相位的周期結(jié)構(gòu)，有良好的選模、選頻特性。當(dāng)布喇格結(jié)構(gòu)引入相位跳變后，波紋相位的連續(xù)性被破壞，能夠提供一些獨(dú)特的性能。
　　 在早期的工作中，大量的理論和實(shí)驗(yàn)研究都是針對(duì)平面或者圓柱布喇格結(jié)構(gòu)，主要局限在單模近似和低階模式，存在較多的不足。實(shí)際上，對(duì)于工作在高頻段特別是太赫茲頻段的大尺寸布喇格結(jié)構(gòu)，器-不可避免工作于過模狀態(tài)，且工作模式多為高階模式。具有

3、相位跳變的布喇格結(jié)構(gòu)的研究，也主要集中在矩形波紋圓柱和同軸布喇格結(jié)構(gòu)中。
　　 但是，在一些實(shí)際應(yīng)用中，或者要求布喇格結(jié)構(gòu)的開槽比較深，或者需要工作在TM模式，或者需要利用同軸布喇格結(jié)構(gòu)波紋壁相位跳變特性，而這些問題還研究得很不夠。因此，進(jìn)一步深入研究高頻高階多模布喇格結(jié)構(gòu)的電磁特性，具有學(xué)術(shù)意義和實(shí)用價(jià)值。
　　 針對(duì)存在的上述問題，本學(xué)位論文采用三維電磁仿真軟件Computer Simulation Technolo

4、gy(CST)，對(duì)相關(guān)問題進(jìn)行了非線性模擬研究，以期應(yīng)用于新型回旋自諧振脈塞(CARM)和自由電子激光(FEL)振蕩器。
　　 本碩士學(xué)位論文主要內(nèi)容包括以下方面：研究了高頻高階TM過模同軸布喇格反射器的帶隙特性，探討重疊帶隙分離和殘留邊帶消除的途徑，改善同軸布喇格反射器的性能；探索了內(nèi)外導(dǎo)體深度開槽對(duì)低頻和高頻高階TE過模同軸布喇格反射器的頻率響應(yīng)、3dB帶寬、中心頻率偏移的影響；對(duì)四種工作在高頻高階過模同軸布喇格諧振腔的電磁