螺旋波纹波导回旋行波管关键技术研究

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1、＇－．去＇＇＇＂｜＇｜｜＂！｜；，（；；：＂：人：；：１；；；４击如成＊著ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＥＬＥＣＴＲＯＮＣＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＯＦＣＨＩＮＡＩ硕±学位论文ＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳ＇叫；础■＇Ｃ＊ｊＶｓ．．＇＇＇１＂．Ｉ．枠咖？＾㈱舌ｊ‘，ｒ．．４论文题目螺旋波纹波导圓旋行波管关键技术妍究？学科专业物理电子学学号２０１３２１０４０３２７—作者姓名王艳军指导教师王丽副教授独创

2、性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的硏究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方夕ｈ论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。２作者签名：Ｉ知日期：办／年文月單／＾论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盎，允许论文

3、被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可Ｗ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定签）作者签名：－雌—导师名：骗罩曰期；＞月日／作分类号密级注1UDC学位论文螺旋波纹波导回旋行波管关键技术研究（题名和副题名）王艳军（作者姓名）指导教师王丽副教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士学科专业物理电子学提交论文日期2016.04.05论文答辩日期2016.05.19电子科技大学2016年06月学位授

4、予单位和日期答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。THERESEARCHOFKEYTECHNOLOGYFORTHEGYRO-TWTWITHHELICALWAVEGUIDEAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:PhysicalElectronicsAuthor:WangYanjunSupervisor:WangLiSchool:SchoolofPhysicalElectronics摘要摘要回旋行

5、波管（gyro-TWT）作为一种基于电子回旋脉塞原理的高功率微波源，在高分辨率雷达、毫米波通讯、等离子体诊断、医疗成像等方面有着十分诱人的应用前景，因而在国内外引起高度重视。在回旋行波管的发展过程中，人们一直在努力提高管子的输出功率、带宽、降低对速度离散的敏感性。而螺旋波纹波导能够很好的满足这一要求，它用螺纹结构代替光滑结构波导，在根本上改变了小轴向波数区域的色散特性，使得TE11模和TE21模在角向耦合出“准TE21”本征模式，工作本征模的群速度在很宽范围内接近于一个大于零的常数，这非常有利于和电子注发生互作用，拓展了带宽的同时也降

6、低了对速度离散的敏感性，还能增加抑制模式竞争的能力。输出窗作为回旋行波管的的关键部件之一，一方面起隔绝外部大气的作用，另一方面尽量使放大的微波能无反射通过。本文主要对螺旋波纹波导回旋行波管及输出窗进行了研究。全文的主要工作如下：1学习并梳理了电子回旋脉塞原理与回旋行波管的发展历史、设计理念以及未来的发展方向。2运用微扰理论和耦合波理论推导螺旋波纹波导的耦合波方程及其色散方程，并从中得到了耦合系数表达式及角向选择条件表达式。3编写Matlab程序分析螺旋波纹波导色散曲线的变化规律，着重研究了螺纹波导的耦合特性、色散特性、场分布以及模式竞

7、争问题。然后利用三维电磁仿真软件模拟螺旋波纹波导，观察场分布情况并将工作模式色散曲线进行了模拟对比。初步研究了脉冲压缩应用及五折螺纹波导的色散特性，为下一步工作打下基础。4通过PIC粒子模拟软件编制程序，设计了一款性能良好的螺旋波纹波导回旋行波管，并分析其注波互作用过程及各重要参数的变化对回旋行波管输出特性的影响。5结合场匹配理论建立传输级联矩阵，利用数值计算和高频软件仿真优化，设计出了X波段TE11模双层窗片结构输出窗。关键词：螺旋波纹波导，回旋行波管，色散，注波互作用，输出窗IABSTRACTABSTRACTGyrotrontra

8、vellingwavetube(gyro-TWT)wasanimportanthighpowermicrowavesourcewhichbasedontheprincipleofelectroncyclotronmase