等离子体填充盘荷波导高频特性分析

从麦克斯韦方程和流体理论出发，推导了填充磁化等离子体慢波结构的基本方程.在大磁场情况下，对等离子体填充盘荷波导的色散特性和耦合阻抗作了研究，结果表明填充等离子体使色散曲线上移，耦合阻抗提高.等离子体填充产生出模式谱非常丰富的周期性低频等离子体模式(TG模式).当等离子体密度增加到一定程度后，场模TM₀₁模的频率范围和TG₀₁模的频率范围相近，两个模式互相耦合产生出新的混合模G₁,G₂.如果相对论行波管工作在混合模上，将会产生新的工作机理. 关键词： 盘荷波导 等离子体填充 色散特性 相对论行波管     

Variational analysis of the disc-loaded waveguide slow-wave structures

The variational method is applied to calculate the dispersion characteristics of disc-loaded waveguide slow-wave structures. The parameters describing the waveguide discontinuities in disc-loaded waveguide are calculated by the variational method. Then the dispersion characteristics of slow-wave structures are obtained using lossless microwave quadrupole theory. Good agreement was observed between results of the variational method and those of field matching method and high frequency structure simulator. In the case of broad band, results of the variational method are better than those of field matching method.     

幅相一致行波管高频电路CAD研究

 在行波管的设计和装配过程中，各部件的尺寸必须严格控制，高频电路参数的离散对行波管色散特性有极大的影响。使用螺旋导电面模型，模拟计算了高频结构各主要参数离散对色散特性和轴向互作用耦合阻抗的影响。分析计算了夹持杆宽度、翼片高度、螺旋线平均半径、螺距、夹持杆介电常数等离散时对色散特性和轴向互作用耦合阻抗的影响，为新型幅相一致行波管的设计和生产提供了很有价值的参考建议。     

翼片加载螺旋线慢波结构的螺旋带模型

 翼片加载螺旋线慢波结构广泛应用于大功率、宽频带行波管中。建立了翼片加载螺旋线慢波结构的螺旋带模型，得到了实用的色散方程、耦合阻抗和衰减常数的表达式。利用导出的方程对实际行波管的螺旋慢波结构进行计算，并与测量结果和导电面模型进行了比较，计算结果与测量结果具有良好的一致性。分析了不同管壳半径对色散特性的影响。     

任意纵向场分布的单腔电子迴旋谐振脉塞动力学理论

本文从Vlasov-Maxwell方程出发,对具有任意纵向场分布的缓变轴对称开放式谐振腔系统,采用Laplace变换的方法,建立了任意TE模式与任意次电子迴旋谐波互作用的迴旋单腔管普遍动力学理论。导出了互作用功率、频偏及起振电流,还采用普遍动力学理论分析了三种具有实际意义的物理模型,并用数字计算机作了计算。文中还讨论了迴旋单腔管的模式竞争问题,提出了抑制杂散模式的原则。本文为合理选择迴旋单腔管设计参量和提高管子性能提供了理论依据。     

等离子体填充耦合腔链特性研究

 用严格的场匹配方法分析了填充等离子体的耦合腔链，研究了等离子体 腔混合模的形成以及“冷带宽”和“热带宽”的展宽效应。等离子体填充周期性耦合腔链后，形成周期性的截止频率为0的等离子体TG模式。当填充的等离子体密度较大，且腔模和TG模式发生部分重叠时，两者相互耦合，形成等离子体 腔混合模式。工作在混合模式下，其“冷带宽”和“热带宽”大大增宽，且耦合阻抗比真空时提高了近5倍，因此在填充等离子体后，耦合腔链的慢波特性得到了显著的改善。     

相对论行波管高频系统的数值模拟及实验验证

 分别采用有限元算法软件（HFSS）和有限积分法软件（MAFIA）对相对论行波管盘荷波导慢波结构进行建模，求出了相应的色散曲线。在此基础上设计了可用于相对论行波管的一种宽带和一种窄带的盘荷波导结构。加工了它们的冷测模型，测试曲线和模拟曲线吻合很好，从而验证了这两种软件尽管计算方法不同，但都可以对行波管慢波结构本征值问题进行求解。     

行波管三维非线性计算机模拟的改进

 采用宏粒子模型计算空间电荷力,导出行波管三维大讯号工作方程组,开发出Visual C++数值分析软件。随后进行计算机模拟,提出将三维空间电荷力处理为二维,大大节省了计算时间,数值结果与三维计算吻合很好。     

翼片加载螺旋带慢波结构的损耗特性

 因为金属不可能具有理想的导电性能，慢波系统的损耗总是存在的，因此衰减常数是衡量一个慢波系统优劣的重要参数之一。考虑螺旋带径向厚度，对介质进行分层，取不同的径向相位常数对翼片加载螺旋线慢波结构建立了螺旋带模型，详细推导了衰减常数表达式。计算结果表明，考虑螺旋带径向厚度将提高衰减常数的计算值，螺旋线本身的损耗占整个系统损耗的大部分。     

幅相一致行波管非线性理论与计算机模拟

 采用谐波互作用的行波管二维大信号非线性理论，建立了高频电路结构和外部工作条件零散模型，对影响增益、相位频率特性的主要因素进行了理论分析和数值计算，开发了可动态实时显示行波管工作状态的可视化科学计算软件，并利用该软件全面地分析了某管型的幅相一致特性，为新近研制的幅相一致行波管提供了很有价值的计算结果。