注-波互作用的时域PIC 数值模拟

针对螺旋线行波管的注-波互作用过程,依据等效线路模型和动力学方程,采用粒子模拟方法进行时域计算,并给出部分主要的数值求解结果。本文的仿真结果基本与现有软件的模拟结果一致,同时针对由于计算模型不同而产生的计算偏差,给出了深入的分析,为后续的研究工作奠定了重要的基础。     

基于圆盘加载波导的THz 分布作用振荡器的模拟研究

提出了一种新型的基于圆盘加载波导的THz 分布作用振荡管（Extended-Interaction Oscillator, EIO）,它由圆盘加载波导输入谐振腔、漂移段和输出腔三部分组成。利用2.5 维电磁仿真软件－UNIPIC 对其进行模拟研究。研究表明慢波结构的长度、漂移管的长度和输出管的高度对输出功率和频率产生显著影响。经过最优化设计,在注电压为27.7 kV,电流为20 mA 的条件下,仿真得出其中心频率为730.86 GHz ,峰值功率为442.1 mW 的THz 波。     

周期永磁场作用下的螺旋线行波管非线性返波振荡分析

螺旋线行波管中返波振荡是影响行波管设计的重要问题,行波管中当高频信号滞后于高压信号或者高频信号脉宽小于高压信号时,也就是在高电压信号的上升和下降沿,这时没有高频信号但返波振荡也有可能被激起,这在以往是被忽略的,本文从瓦因斯坦的波导激励理论出发,导出了在布里渊条件下此种特殊情况的非线性返波振荡工作方程;分析了周期永磁场的磁场周期和磁场强度抑制返波振荡的效果,同时考虑了损耗因子、空间电荷场、不同磁场位形对抑制返波振荡效果的影响,从理论上说明了该方法的有效性,为行波管的设计和优化提供了依据.     

理论分析毫米波螺旋线行波管慢波系统导体和介质损耗

该文基于夹持杆分层螺旋带模型和3维电磁场模型分析,详细研究了毫米波螺旋线行波管慢波系统的导体和介质损耗。螺旋带模型中介质损耗考虑为纵向传播常数的虚部,给出电磁场的解析解,导体损耗由螺旋线和管壳表面的面电流不连续性获得。3维电磁场模型分析通过本征模法,求解单周期结构的品质因数和周期储能,获得有限导电率导体和夹持杆陶瓷损耗角带来的慢波系统高频损耗。结果表明,毫米波段螺旋线的导体损耗和夹持杆的介质损耗远大于管壳导体损耗,介质损耗与陶瓷损耗角呈线性关系,对高频损耗的影响不可忽略。     

不同材料管壳对螺旋线慢波系统性能的影响

利用实验测评和模拟分析的方法研究了螺旋线慢波系统中采用不同材料的管壳对其性能的影响。主要分析了蒙乃尔管壳、铜管壳和蒙乃尔内嵌铜管壳的应用,对螺旋线慢波系统的散热性能和高频特性的影响。研究表明,在蒙乃尔管壳内部嵌铜,即可以保证管壳的机械强度,又可以改善慢波系统的散热性能,并在低频段降低高频损耗。     

具有高稳定性的超高增益回旋行波管放大器

该文结合线性理论和自洽非线性理论对Ka波段TE11模超高增益回旋行波管放大器的稳定性进行了研究。 研究揭示了回旋行波管中前向波绝对不稳定性和返向波振荡之间的区别,以及分布损耗技术对这两种自激振荡的抑制作用,并首次提出通过渐变磁场技术来提高系统的稳定性。基于该分析方法设计的Ka波段超高增益回旋行波管,采用电压100 kV,电流7 A,速度零散5％的电子注,获得了-1 dB的饱和功率带宽约5 GHz,最高增益约80 dB。     

大回旋电子注双磁会切电子枪的数值模拟

该文分析了双磁会切电子枪的理论模型,建立了会切磁场模型,采用EGUN和MAGIC模拟,设计出了产生大回旋电子注的双磁会切电子枪,该枪的电子注速度比为1.38,轴向速度零散为3.7%。文中分析了电子注速度比、速度零散沿轴线的分布情况,进而讨论了不同的会切磁场变换宽度对电子注参量所带来的影响,为双磁会切电子枪设计的参量选择提供了依据。     

94GHz连续波40kW回旋振荡管高频系统的设计

W波段的高功率连续波回旋管振荡器在毫米波非致命武器等领域有着重要的应用。该文首先通过起振电流的计算,确定了工作模式,继而利用自行开发的自洽非线性计算程序GYROSC对工作在94GHz频率的连续波回旋振荡管高频系统进行了模拟计算和优化设计。结果表明,设计的W波段连续波回旋管可获得输出功率40kW,电子效率大于30%。     

28GHz二次谐波回旋振荡管的自洽非线性计算

中等功率的连续波回旋管在工业领域有着重要的应用前景．本文对工作在28GHz频率的工业应用回旋振荡管进行了自洽非线性计算．结果表明,在二次谐波工作条件下,选取TE02模式,当电压为32kV、电流为6A时,可以获得连续波输出功率-50kW,效率-28％．     

收集极散热性能研究发展现状

综合叙述了目前人们为提高空间行波管收集极的散热性能而在其材料的选取、接触热阻的考虑和散热器设计方面所进行的研究,并给出了一些建议.