S波段磁絕緣線振蕩器的理論研究.pdf

1、磁絕緣線振蕩器(MILO)是一種吉瓦級同軸正交場器件，與線性磁控管相似。主要優(yōu)點在于它的直流磁場是由管子內(nèi)部電流提供，不需要外加磁場，使得MILO結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，可以在低阻抗下工作。這種自絕緣特性使得它可以在輸入非常高的電壓(數(shù)百千伏)和電功率(數(shù)十吉瓦)下工作而陰陽極之間不產(chǎn)生擊穿，因此MILO是一種很有吸引力的高功率微波源。本文從MILO的同軸慢波結(jié)構(gòu)色散特性、諧振腔高頻特性和粒子模擬三個方面對S波段MILO進(jìn)行了研究。

2、本論文的主要內(nèi)容如下： 一、對國內(nèi)外MILO的總體研究進(jìn)展進(jìn)行了分析、綜述。對MILO的工作原理進(jìn)行了介紹。 二、推導(dǎo)MILO無限長同軸慢波結(jié)構(gòu)TM場的色散方程，通過編程計算研究了S波段MILO的色散關(guān)系，得出了慢波結(jié)構(gòu)參數(shù)對器件頻率影響的規(guī)律。 三、通過模擬計算對S波段MILO的同軸慢波結(jié)構(gòu)諧振腔、MILO的封閉腔和開放腔等高頻特性也進(jìn)行了研究。 四、通過大量的粒子模擬，對S波段的MILO進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計

3、，在輸入電壓450kV、總電流40.1kA的條件下，得到頻率為2.42GHz、平均功率為1.80GW的微波輸出，功率轉(zhuǎn)換效率為10.0％。研究了S波段MILO中各參數(shù)對微波輸出功率、微波頻率和功率轉(zhuǎn)換效率的影響，并在此基礎(chǔ)上對三種改進(jìn)型MILO進(jìn)行了模擬和優(yōu)化，使得在頻率變化很小的情況下，起振時間都有所減小，輸出功率和轉(zhuǎn)換效率都得到了提高。第一種MILO結(jié)構(gòu)在輸入電壓為450kV、總電流42.0kA的條件下輸出微波平均功率為2.35GW