| 题名 | 回旋管振荡器注波互作用的数值模拟 |
| 作者 | 汪菲 |
| 学位类别 | 硕士 |
| 答辩日期 | 2006-05-28 |
| 授予单位 | 中国科学院电子学研究所 |
| 授予地点 | 电子学研究所 |
| 导师 | 罗积润 |
| 关键词 | Ka波段 回旋管振荡器 复合腔 注波互作用 粒子模拟 |
| 中文摘要 | 回旋管振荡器是一类基于电子回旋脉塞机理的快波真空电子器件，能在毫米及亚毫米波段产生高功率、高效率电磁辐射。它在毫米波雷达、受控热核聚变等离子体加热和诊断、定向能武器以及材料处理等领域有重大应用前景。国际上很重视它的理论和实验研究。 注波互作用过程一直是回旋管研究领域的重要课题。电磁粒子模拟技术（Particle in Cell Simulation）技术基于时域有限差分方法和有限大小粒子概念，能直接求解有源麦克斯韦方程组和电子相对论运动方程。与大信号理论模拟相比，PIC模拟能更全面地反映互作用物理过程。与实验研究相比，PIC模拟具有耗费人力、物力较少的优点。随着计算机计算能力的快速增长，目前PIC技术已逐步应用到回旋管注波互作用的计算机模拟中。 本论文对被研究的回旋管互作用电路模型，运用线性理论确定初步设计参数，再使用PIC技术进行大量计算机模拟，详细分析腔体几何参数、电子导引中心半径、注电流和外加直流磁场等参量对互作用过程和模式竞争状况的影响，最后总结模拟结果并给出优化设计参数。基于上述思路，本论文对回旋管振荡器注波互作用进行深入研究，得到了三种稳定工作且输出频谱纯度好的Ka波段回旋管振荡器的优化设计结果：基波TE01模单腔管在70 、1.323 、16 的工作条件下获得44.2％的电子效率及495 的输出功率；二次谐波TE02模单腔管在50 、0.695 、6 的工作条件下获得28.8％的电子效率及76.9 的输出功率；TE01－TE04模式对基波工作复合腔回旋管在70 、1.262 渐变磁场、17 的工作条件下获得60.2%的电子效率及716kW的输出功率。模拟结果表明，本文给出的Ka波段基波TE01-TE04模式对复合腔回旋管具有高稳定工作电流，高效率和高输出功率的优点，是一种较好的高功率回旋管振荡器设计方案。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2011-07-19 |
| 页码 | 86 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.ie.ac.cn/handle/80137/8229]  |
| 专题 | 电子学研究所_电子所博硕士学位论文_电子所博硕士学位论文_学位论文 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 汪菲. 回旋管振荡器注波互作用的数值模拟[D]. 电子学研究所. 中国科学院电子学研究所. 2006. |
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