行波管中高頻特性與非線性理論的研究.pdf

1、行波管是微波/毫米波電真空器件中最重要的器件之一，它具有高功率、高增益、高效率、寬頻帶等優(yōu)點(diǎn)，在通信、雷達(dá)、電子對抗等領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。本論文對螺旋線慢波系統(tǒng)的高頻特性等問題進(jìn)行了深入而細(xì)致的理論研究，基于螺旋帶模型，定量地分析了由介質(zhì)夾持桿引入的介質(zhì)損耗對慢波結(jié)構(gòu)高頻特性的影響以及具有衰減器的螺旋線慢波結(jié)構(gòu)的高頻特性，同時(shí)還基于一維CHRISTINE代碼，利用模擬退火算法對螺旋線慢波結(jié)構(gòu)的螺距分布進(jìn)行了全局優(yōu)化，從而提高了注-波

2、互作用的電子效率，增大了行波管的輸出功率。 本論文的主要工作與創(chuàng)新之處： 一、基于比螺旋導(dǎo)電面更精確的螺旋帶模型，討論了螺旋線慢波系統(tǒng)中由介質(zhì)夾持桿引入的介質(zhì)損耗對慢波系統(tǒng)的高頻特性的影響，給出了更精確的色散關(guān)系、耦合阻抗和總的衰減常數(shù)。 二、考慮空間諧波的影響，從理論上分析了具有衰減器的螺旋帶慢波系統(tǒng)的高頻特性，并進(jìn)行了相應(yīng)的數(shù)值模擬，定量地給出了衰減器的表面電阻率和工作頻率對衰減常數(shù)、相位常數(shù)和耦合阻抗的影響

3、，并將數(shù)值仿真得到的結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和由螺旋導(dǎo)電面模型得到的模擬結(jié)果進(jìn)行了比較，同時(shí)還提出了一種新的、更精確的衰減器數(shù)學(xué)建模方式，為利用注一波互作用非線性理論更準(zhǔn)確地預(yù)測螺旋線行波管的工作性能提供了可能。 三、系統(tǒng)地介紹了模擬退火算法的物理背景、概念、原理、應(yīng)用及其改進(jìn)，并且基于注-波互作用的新理論-一維的CHRISTINE代碼，引入模擬退火算法對螺距跳變螺旋線的螺距分布進(jìn)行了全局優(yōu)化，從而達(dá)到提高注-波互作用電子效率和輸出功率的