有限磁場作用下等離子體加載螺旋線行波管的線性分析.pdf

1、近年來發(fā)現(xiàn)，高功率微波器件在填充等離子體后，其輸出功率和互作用效率得到了顯著的提高，于是等離子體加載高功率微波器件成為微波電子學(xué)領(lǐng)域內(nèi)國際上最新的一個發(fā)展方向。作為僅有的中高功率寬帶微波放大器，螺旋線行波管的應(yīng)用目前是不可取代的，因而國內(nèi)外學(xué)者對等離子體加載螺旋線行波管的研究開始興起。在已有的理論研究中，為了簡化分析，通常都假定器件的外加引導(dǎo)磁場為無限大或者為零。然而，就實際工作情況而言，外加引導(dǎo)磁場總是有限的。因此，對有限磁場作用下等

2、離子體加載螺旋線行波管的理論研究，將會為該類器件的設(shè)計和選擇適當(dāng)密度的等離子體提供一些有價值的參考依據(jù)。
　　 本文采用嚴(yán)格的線性場論分析法，在螺旋導(dǎo)電面模型下，推導(dǎo)出了有限磁場作用下，等離子體填充螺旋線行波管時電磁場傳播所滿足的色散方程；并對該色散方程作了詳細(xì)的討論，發(fā)現(xiàn)該色散方程可以過渡到其它特定條件下的色散方程，其結(jié)果與文獻(xiàn)中對特定條件下色散方程求解的結(jié)果一致，說明該色散方程具有普遍性；同時對該模型下電磁波功率流表達(dá)式進(jìn)行

3、了推導(dǎo)，進(jìn)而求得波的耦合阻抗。在此基礎(chǔ)上，通過大量數(shù)值求解對稱模式下的“冷”色散方程，詳細(xì)分析了不同磁場強(qiáng)度作用時，電磁波在不同等離子體密度填充的螺旋線行波管中的色散特性以及電磁波與等離子體的互作用過程，并將有限強(qiáng)引導(dǎo)磁場時的色散特性和無窮大時作了一個比較；同時給出了有限磁場作用下，系統(tǒng)縱向場分布以及在有無等離子體填充的兩種不同情況下，耦合阻抗隨徑向位置的變化關(guān)系。此外，通過進(jìn)一步數(shù)值求解“熱”腔時的小信號增益，深入研究了相對論電子束的