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8mm二次谐波三腔回旋速调管放大器的研究

回旋速调管放大器是一种能够在毫米波段获得高功率、高效率及一定带宽的新型毫米波相干辐射源,因其在高功率毫米波雷达、电子对抗、定向能武器、材料处理和加速器等领域的重要应用前景,在国际上受到了特别的重视。基于电子回旋谐振脉塞原理工作的谐波回旋速调管放大器的工作磁场强度是基波的1/s(s是谐波数),因而能适用于机动性较高的军用毫米波雷达系统。本学位论文对8mm二次谐波回旋速调管放大器,特别是其中的电子注-波互作用及耦合输出段进行了深入的理论研究和数值模拟。首先系统地分析了谐波回旋速调管放大器中注-波互作用的物理机制。基于等效电路模型分析,扩展了谐波回旋速调管放大器的小信号分析理论,获得了谐波回旋速调管放大器的小信号增益和各谐振腔中电子注负载电导的计算公式。结合小信号分析和选模问题,以及诸如输出腔壁的损耗、空间电荷效应等影响因素的设计考虑,确定了8mm二次谐波三腔回旋速调管放大器的基本设计参数。此外,根据线性分析理论,研究了放大器各谐振腔  (本文共120页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国科学院研究生院(电子学研究所)
中国科学院研究生院(电子学研究所)

毫米波回旋速调管放大器的自洽非线性理论与模拟

回旋速调管放大器作为一种能够在毫米波段获得高功率、高效率及一定带宽的新型毫米波相干辐射源,在高功率毫米波雷达、电子对抗、定向能武器、通讯、精确制导、材料处理和高能粒子加速器等领域有着广泛的应用前景,在国际上受到了广泛关注。在真空电子器件中电子注与高频场的相互作用直接决定了器件的电子效率和器件的工作性能。因此,电子注一波互作用的研究是目前研究最为广泛的课题项目之一,也是器件研究的最重要的、关键的内容。本学位论文基于自洽非线性理论,建立了回旋速调管放大器中电子注-波互作用的自洽非线性方程组,利用Microsoft Developer Studio Fortran 9.0软件工作平台,自行开发了具有自主知识产权的电子注-波互作用的自洽非线性计算程序GKLSC;利用该程序对回旋速调管放大器的注-波互作用进行了深入的研究和分析。在本论文中我们主要对基波两腔回旋速调管放大器、基波三腔回旋速调管放大器、二次谐波两腔回旋速调管放大器和二次谐波三...  (本文共121页) 本文目录 | 阅读全文>>

《真空科学与技术学报》2015年02期
真空科学与技术学报

W波段回旋速调管放大器的优化设计与分析

回旋速调管是一种快波器件,属回旋管家族中的一员,具有高功率、高效率、高增益及一定带宽等特点,适合作毫米波高性能雷达、相控阵雷达、毫米波通信、受控热核聚变等系统的功率源,广泛应用于通信、雷达、电子对抗、等离子体加热及材料处理等领域,具有广阔的发展前景,越来越受到人们的重视[1-5]。由于毫米波应用系统的需要,目前回旋速调管放大器的发展主要集中在Ka波段和W波段两个大气窗口,对应的工作频率分别为35GHz和94GHz[6-9]。作为两个大气窗口之一,由于W波段微波能够穿透电离层,具有独特的传输特性,使得W波段回旋速调管的研究对军事领域具有尤其重要的意义。但是随着频率的提高,该波段较之Ka波段的回旋速调管具有尺寸更小并且加工精度更高等特点,而且尺寸变小使得放大器的功率容量变小,这些都对W波段回旋速调管的研究提出了更高的要求。本文首先根据场匹配理论建立了W波段回旋速调管高频结构的计算模型,并利用高频仿真软件进行优化设计,使其在W波段获得...  (本文共7页) 阅读全文>>

《红外与毫米波学报》2013年03期
红外与毫米波学报

W波段四腔回旋速调管放大器(英文)

IntroductionGyroklystron amplifier based on electron cyclotronmaser(ECM)mechanism can produce high power,high efficiency and satisfied bandwidth[1-3].To date,gyroklystron amplifier is one of most practical powersources for millimeter wave radars in the atmosphericpropagation windows around35GHz and94GHz[4-5].In Russia,a two-cavity Ka-band gyroklystron pro-duced pulsed output power of750kW at35GHz in theTE021mode at24...  (本文共5页) 阅读全文>>

《物理学报》2012年20期
物理学报

回旋速调管放大器时域非线性理论与模拟

1引言回旋速调管放大器是一种具有重要发展前景的高功率相干毫米波源,能在毫米波、亚毫米波段产生高功率、高效率和高增益.其磁场装置紧凑,并有一定的带宽,而且性能较稳定,在微波武器、高功率雷达、高能粒子加速器等方面具有重要的应用前景,因此在国际上受到特别的重视!‘].回旋速调管放大器的理论与模拟主要是致力于解决基本问题和设计计算.回旋速调管放大器的非线性理论有两类Iz]:一类是近似的非线性理论,以给定场近似为基础发展起来的轨道理论;另一类是自洽非线性理论,电子注作为电磁场的源,场作为驱动电子注的力,既考虑了场对电子注的作用,又考虑电子注对场的影响.随着计算机模拟在微波管设计和生产中逐渐广泛应用,国内外学者花费大量的时间和精力来开发可用于微波管模拟和优化设计的软件程序.美国海军实验室开发了专门的程序MAGYKL[s],并与马里兰大学联合开发了回旋速调管的专业软件MAGY四,成功应用于回旋速调管的设计中陈6].中国科学院电子学研究所开发了...  (本文共9页) 阅读全文>>

《强激光与粒子束》2005年05期
强激光与粒子束

回旋速调管放大器注-波互作用分析

回旋速调管放大器能在毫米波、亚毫米波段产生高峰值功率,高平均功率,并有一定的带宽,是目前能应用于高能毫米波雷达[1,2]、定向能系统研究的高能毫米波、亚毫米波源,在国际上受到高度重视,取得了长足的发展[3~5]。回旋速调管放大器高频系统的理论分析和数值计算是基于求解无源Maxwell方程,即无电子注参与的冷高频和计算,是回旋速调管放大器设计的基础,可以给出初步的高频结构和尺寸[6~8]。回旋速调放大器要实现高功率毫米波输出和高频放大必须要有电子注参与,从阴极发射出来的空心电子注从加速电场中获得动能,再通过在高频系统中的注波互作用交出能量,辐射出高功率毫米波。即回旋速调管放大器的整个能量转化过程为:电能→回旋电子注动能→高功率毫米波输出。电子注动能只有部分转化为微波功率,其百分数即为互作用效率,另一部分在收集转化为热能后被冷却系统吸收。回旋速调管放大器注波互作用理论分析就是求解满足边界条件的含源(电子注形成的电流源)Maxwell...  (本文共5页) 阅读全文>>