低壓高功率超輻射返波管研究.pdf

1、基于超輻射機(jī)理的返波管(BWO)可以產(chǎn)生納秒級(jí)微波脈沖，該脈沖具有高峰值功率、窄脈寬的特點(diǎn)。以往基于超輻射機(jī)制的返波管要求的脈沖電壓比較高(大于500kV)，引導(dǎo)磁場(chǎng)比較大(大于3T)，龐大的裝置體積限制了它的廣泛應(yīng)用。因此超輻射機(jī)制返波管的小型化研究具有非?，F(xiàn)實(shí)的理論意義和應(yīng)有價(jià)值。
　　本文運(yùn)用理論分析、數(shù)值計(jì)算和粒子模擬的方法對(duì)低壓(低于30kV)、低磁場(chǎng)(低于1T)引導(dǎo)下的超輻射返波管進(jìn)行了研究。主要工作和貢獻(xiàn)如下:

2、>　　對(duì)返波管中超輻射現(xiàn)象的基本特征和描述參數(shù)進(jìn)行了相關(guān)介紹和討論;提出了返波管中實(shí)現(xiàn)超輻射需要的條件;
　　從冷腔(不包含電子束)和熱腔(包含電子束)兩方面研究了返波管慢波結(jié)構(gòu)的高頻特性，并通過場(chǎng)匹配法和電磁仿真法得到了盤荷波導(dǎo)的TM(O)n色散曲線;
　　對(duì)工作在電壓～23kV、電流～80A、引導(dǎo)磁場(chǎng)～0.1T、采用過模結(jié)構(gòu)的超輻射返波管進(jìn)行了粒子模擬，該結(jié)構(gòu)的輸出微波功率～405kW，中心頻率～5.6GHz，輸出模式為