發(fā)布時(shí)間：2018-09-08 11:04

【摘要】：回旋管技術(shù)大約已經(jīng)有40多年的歷史了,它的出現(xiàn)彌補(bǔ)了毫米波、亞毫米波段高功率器件的空缺。由于毫米波的頻段處于30 GHz到3000 GHz之間,所以,它的最大特點(diǎn)就是波長(zhǎng)短、頻帶寬。針對(duì)其波長(zhǎng)短的特點(diǎn),它具有高目標(biāo)分辨力和高跟蹤精度,可以提高武器系統(tǒng)的隱蔽性以及抗干擾能力;此外,較寬的頻帶可以應(yīng)用于雷達(dá)系統(tǒng)以及通信系統(tǒng)。然而,隨著回旋管的發(fā)展,更小的腔體加工尺寸成為一個(gè)難點(diǎn),為了避免這個(gè)問題,就必須選擇比較較高的工作模式。但是,較高的工作模式必然會(huì)帶來諸多的競(jìng)爭(zhēng)模式問題。因此,有效的選擇最佳的工作模式以及盡最大可能的抑制競(jìng)爭(zhēng)模式成為一個(gè)重要的問題。本文基于回旋管的線性理論、非線性理論以及耦合波理論,對(duì)95 GHz漸變結(jié)構(gòu)的回旋管諧振腔進(jìn)行了詳細(xì)的研究和設(shè)計(jì),它工作在TE22,6模式。最終,得到了比較理想的結(jié)構(gòu)參量和工作參量。這對(duì)以后的工程研制提供了很好的理論參考。本文的主要內(nèi)容大致如下:1.基于回旋管的線性理論,首先對(duì)色散方程、耦合系數(shù)、起振電流進(jìn)行推導(dǎo)。然后,在第四章,再根據(jù)耦合波理論和上述的推導(dǎo),對(duì)95GHz回旋管諧振腔進(jìn)行高頻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及研究分析;其次,對(duì)色散方程、耦合系數(shù)以及起振電流進(jìn)行求解分析,這些參量對(duì)回旋管以后的正常工作很重要,具有指導(dǎo)作用。2.研究回旋管的非線性理論,對(duì)電子運(yùn)動(dòng)方程、傳輸線方程作歸一化的處理,結(jié)合邊界條件以及注波互作用的效率進(jìn)行相應(yīng)的編程。由此,可以建立注波互作用數(shù)值求解方法。3.根據(jù)所建立的注波互作用數(shù)值求解方法,在第五章對(duì)工作在TE22,6模式、95 GHz諧振腔進(jìn)行熱腔的研究,分析了磁場(chǎng)、電壓、電流、橫縱速度比以及引導(dǎo)中心半徑分別對(duì)注波互作用效率的影響,基于注波互作用效率最大化原則,最終得到最佳工作參量。
[Abstract]:Gyrotron technology has been around for more than 40 years, and it makes up the gap of millimeter wave and sub-millimeter band high power device. Because the frequency range of millimeter wave is between 30 GHz and 3000 GHz, it is characterized by short wavelength and bandwidth. In view of its short wavelength, it has high target resolution and high tracking accuracy, and can improve the concealment and anti-jamming ability of weapon system. In addition, a wide frequency band can be applied to radar system and communication system. However, with the development of gyrotron, smaller cavity size becomes a difficulty. In order to avoid this problem, a higher working mode must be chosen. However, the higher work model will inevitably bring a lot of competition model problems. Therefore, it is an important problem to choose the best working mode and to restrain competition as much as possible. Based on the linear theory, nonlinear theory and coupled wave theory of gyrotron, the 95 GHz structure gyrotron resonator is studied and designed in detail. It works in TE22,6 mode. Finally, the ideal structure parameters and working parameters are obtained. This provides a good theoretical reference for future engineering research and development. The main contents of this paper are as follows: 1. Based on the linear theory of gyrotron, the dispersion equation, coupling coefficient and starting current are first deduced. Then, in the fourth chapter, according to the coupling wave theory and the above derivation, the high frequency structure of 95GHz gyrotron resonator is designed and analyzed. Secondly, the dispersion equation, coupling coefficient and starting current are solved and analyzed. These parameters are very important for the normal operation of gyrotron after the operation, and play a guiding role of. 2. 2. The nonlinear theory of gyrotron is studied, the equations of electron motion and transmission line are normalized, and the boundary conditions and the efficiency of beam-wave interaction are programmed accordingly. Therefore, a numerical solution method of beam-wave interaction. According to the established numerical solution method of beam-wave interaction, the thermal cavity working in TE22,6 mode 95 GHz resonator is studied in chapter 5. The magnetic field, voltage and current are analyzed. The effects of transverse velocity ratio and guiding center radius on the efficiency of beam-wave interaction are discussed respectively. Based on the principle of maximization of beam-wave interaction efficiency, the optimal working parameters are obtained.
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN12

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本文編號(hào)：2230336