徑向三腔渡越時間振蕩器理論與實驗研究.pdf

1、渡越輻射器件具有結(jié)構(gòu)簡單，效率高等特點，因此它們在眾多的高功率微波源中具有特殊的吸引力，但是由于傳統(tǒng)的軸向渡越輻射器件的阻抗較高(幾十甚至上百Ω)，器件的峰值功率受到限制。在高功率微波源低阻抗、高功率、高效率的發(fā)展需求下，如何降低器件的阻抗，提高輸出功率成為渡越輻射器件的研究重點內(nèi)容。
　　 利用徑向結(jié)構(gòu)空間電荷效應(yīng)小、空間電荷限制流大的特點，基于三腔渡越時間振蕩器，提出了一種新型低阻抗高功率微波器件——徑向三腔渡越時間振蕩器(

2、柵網(wǎng)結(jié)構(gòu))，理論效率35％，CHIPIC程序粒子模擬獲得了平均功率7.4GW的微波輸出，束波互作用效率27.4％，阻抗7.5Ω；考慮到徑向結(jié)構(gòu)中的環(huán)形柵網(wǎng)加工困難、且會限制器件的功率容量，提出了邊加載結(jié)構(gòu)徑向三腔渡越時間振蕩器，粒子模擬給出的束波互作用效率達33.3％；又根據(jù)三維理論的研究，提出了改進型徑向三腔渡越時間振蕩器，理論效率超過50％，粒子模擬效率達47.4％。本文主要從理論分析和粒子模擬兩方面深入細(xì)致地研究了徑向三腔渡越時間

3、振蕩器的基本原理。所做的主要工作和貢獻如下：
　　 一、提出了徑向三腔渡越輻射振蕩器包括柵網(wǎng)結(jié)構(gòu)、邊加載結(jié)構(gòu)(含改進型邊加載結(jié)構(gòu))。
　　 二、采用近似手段首次將Floquet定理應(yīng)用到徑向結(jié)構(gòu)，并對徑向三腔渡越時間振蕩器包括柵網(wǎng)結(jié)構(gòu)和邊加載結(jié)構(gòu)的慢波系統(tǒng)進行高頻特性分析，獲得了色散方程。以柵網(wǎng)結(jié)構(gòu)為例，對色散方程進行了數(shù)值求解和誤差分析，獲得了該方法適用范圍。
　　 三、將一維理論應(yīng)用于徑向三腔渡越時間振蕩器的