毫米波段帶狀注行波器件聚焦系波統(tǒng)研究.pdf

1、這里的行波器件主要是指行波管和返波管。隨著微波技術(shù)的快速發(fā)展,對(duì)微波器件的要求也越來(lái)越高。各研究機(jī)構(gòu)都向小體積、高頻率、大功率、低成本方向研究開(kāi)發(fā)微波器件。而帶狀注微波器件恰好有這樣的性能，因此帶狀注器件近年來(lái)受到眾多研究機(jī)構(gòu)的關(guān)注。
　　帶狀注器件之所以受到廣大研究者的青睞，主要因?yàn)閹铍娮幼⑵骷葓A柱形電子注器件擁有更多的優(yōu)點(diǎn)：（1）帶狀電子注可以在不改變輸入電流密度的前提下，可以加大電子注橫截面的橫向長(zhǎng)度來(lái)增加輸入電流，從而

2、輸入輸出功率得到提高。（2）帶狀注微波器件窄邊尺寸較小，滿足高頻率電磁波對(duì)器件尺寸要小的要求——共渡性。（3）帶狀電子注更靠近慢波結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面，這有利于電子注和高頻結(jié)構(gòu)之間相互作用。（4）帶狀電子注器件更易于實(shí)際加工及測(cè)試。帶狀電子注器件還擁有其它很多優(yōu)勢(shì)，但目前帶狀電子注還存在一些問(wèn)題需要解決及優(yōu)化。例如帶狀電子注橫截面上空間電荷場(chǎng)水平和垂直方向不一致，因此聚焦很困難。本文將結(jié)合電子注的受力情況以及Mathieu方程穩(wěn)定解約束條件來(lái)設(shè)

3、計(jì)140GHz帶狀注行波管的聚焦系統(tǒng)，以及220GHz帶狀注返波管的聚焦系統(tǒng)。
　　本文行波管和返波管聚焦都采用永磁周期磁場(chǎng)進(jìn)行聚焦。140GHz帶狀注行波管的聚焦通過(guò)Wiggler系統(tǒng)進(jìn)行聚焦。借鑒周期永磁聚焦系統(tǒng)的分析方法，分析Wiggler磁場(chǎng)的磁場(chǎng)分布，結(jié)合Mathieu方程穩(wěn)定解得出電子注穩(wěn)定傳輸?shù)募s束條件。利用MATLAB繪出Wiggler聚焦系統(tǒng)約束條件的二維圖，根據(jù)約束條件利用仿真軟件CST進(jìn)行建模仿真，依據(jù)仿真結(jié)

4、果分析Wiggler聚焦方式對(duì)Diocotron的抑制效果，以及分析Wiggler聚焦存在橫向擺動(dòng)和橫向擴(kuò)散的不足。
　　220GHz帶狀注返波管的聚焦系統(tǒng)采用周期凹凸聚焦磁場(chǎng)PCM(the periodic cusped magnetic)聚焦方法。將分析PCM聚焦系統(tǒng)的磁場(chǎng)分布，結(jié)合電子穩(wěn)定傳輸?shù)臈l件，設(shè)計(jì)返波管的PCM聚焦系統(tǒng)，通過(guò)仿真軟件CST建模仿真優(yōu)化，分析得到的仿真結(jié)果。PCM聚焦與Wiggler聚焦有相同問(wèn)題：電子