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、電子對抗、微波定向能武器、等離子加熱、可控熱核反應(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，能夠提供一些獨特的性能。
　　 在早期的工作中，大量的理論和實驗研究都是針對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。實際上，對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，具有學術(shù)意義和實用價值。
　　 針對存在的上述問題，本學位論文采用三維電磁仿真軟件Computer Simulation Technolo

4、gy(CST)，對相關(guān)問題進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)外導體深度開槽對低頻和高頻高階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；對四種工作在高頻高階過模同軸布喇格諧振腔的電磁