回旋行波管注波互作用的研究和数值计算

摘要

回旋行波管是一种大功率高效率宽带毫米波放大器，在毫米波雷达、通信与电子战等方面具有十分诱人的发展前景。然而制约回旋行波管发展的是回旋行波管的稳定性问题，采用分布式壁损耗互作用结构是解决回旋行波管稳定性问题的一个非常有效的方法；另外回旋器件的设计一般都必须借助于计算机数值模拟的方法来解决。本论文正是针对上述问题，把具有壁损耗的缓变的圆柱波导互作用腔中的注波互作用作为研究对象，对其进行了深入的研究，得到了一组注波互作用的自洽的非线性微分方程组，在此基础上分别编制了单电子注和双电子注回旋行波管数值模拟计算程序，并用单电子注回旋行波管模拟计算程序进行了大量的计算，得出了一组优化的回旋行波管参数。

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第一章 绪论

1.1 回旋放大器简介

1.2 回旋行波管的原理和发展状况

1.3 学位论文的工作

第二章 有耗管壁缓变圆柱波导中的场结构

2.1.真空中的氦姆霍兹方程

2.2 柱坐标系中电磁场各分量之间的关系

2.3 有耗管壁真空波导的色散关系

2.4 有耗管壁均匀圆柱波导内的场结构

2.5 有耗管壁半径缓变的波导场结构

2.5.1 场结构的理论分析

2.5.2 场结构的数值模拟

第三章 回旋行波管高频结构中的注波互作用

3.1 注波互作用的场方程

3.2 回旋电子动力学方程

3.3 场方程和电子动力学方程的数值计算方法

3.3.1 场的回旋中心坐标系中的局部展开

3.3.2 回旋中心坐标系中的电子动力学方程

3.3.3 自洽的注波互作用微分方程组

3.3.4 注波互作用的非线性自洽的微分方程组的数值计算方法

第四章 回旋行波管互作用腔的数值计算

4.1 回旋行波管放大计算程序的流程图

4.2 单电子注回旋行波管的数值计算

4.3 双电子注回旋行波管的数值计算

第五章 结论

参考文献

致谢

攻硕期间取得的研究成果