8mm回旋行波管注-波互作用數(shù)值模擬和分析.pdf

1、在毫米波系統(tǒng)中最重要的部件是毫米波源，它決定了毫米波系統(tǒng)的性能。所以研制性能穩(wěn)定、能有效輸出高功率毫米波的毫米波源就顯得極其重要。目前比較成熟的高功率毫米波源以回旋放大器為主，而在回旋放大器中，回旋速調(diào)管放大器是發(fā)展較快的一種管型。相比回旋行波管放大器，回旋速調(diào)管放大器在穩(wěn)定性、輸出功率和互作用效率等方面有著較大的優(yōu)勢，對電子槍產(chǎn)生的電子注的速度離散等參數(shù)的要求也相對較低，因而得到了各國研究機構(gòu)的重視，在回旋放大器中它的發(fā)展也最為迅速。

2、但是回旋速調(diào)管放大器由于工作原理等原因，相比回旋行波管放大器，它的帶寬相對較窄，無法滿足將來軍事和科研等領(lǐng)域?qū)Ω吖β饰⒉ㄔ吹男枰；匦胁ü芊糯笃饕惨虼顺蔀楝F(xiàn)階段各國研究的熱點，各國都加大了對回旋行波管放大器的研究力度，在理論和實際應(yīng)用均取得了較大的進展。
　　 本文對互作用段長度為200mm和300mm的30GHz回旋行波管放大器進行了數(shù)值模擬和分析，其中對互作用段長度為200mm的回旋行波管放大器進行了重點研究，主要工作如下

3、：
　　 1、根據(jù)已有文獻，設(shè)計了互作用段長度為200mm的損耗介質(zhì)加載結(jié)構(gòu)的回旋行波放大器，在Magic平臺下編寫了模擬程序代碼，進行了注-波互作用數(shù)值模擬，根據(jù)模擬結(jié)果優(yōu)化了放大器的高頻結(jié)構(gòu)尺寸和工作參數(shù)。該放大器工作在TE01模，工作磁場為0.972T，工作電壓為68kV，工作電流為16A，電子橫縱速度比α=1.12，放大器的峰值功率為400kW，電子效率為36.8％，增益為45dB，3dB帶寬超過2.5GHz。該模擬分析

4、的結(jié)果被應(yīng)用到課題組樣管的研制中，并參加了樣管的熱測實驗，測試結(jié)果如下：在29GHz到31GHz頻帶內(nèi)峰值功率均超過100kW，在頻率為29.8GHz時，得到最大脈沖功率200kW，增益為33dB，電子效率為18.7％。
　　 2、根據(jù)已有文獻，設(shè)計了互作用段長度為300mm的損耗介質(zhì)加載結(jié)構(gòu)的回旋行波放大器，在Magic平臺下編寫了模擬程序代碼，進行了注-波互作用數(shù)值模擬，根據(jù)模擬結(jié)果優(yōu)化了放大器的高頻結(jié)構(gòu)尺寸和工作參數(shù)。該放