行波管放大器的非线性混沌特性

以一组非线性方程为基础,从混沌动力学角度,通过计算电子的相空间轨道和辐射场的时空分布图谱,简要分析了行波管放大器的时空混沌特性,计算了行波管输出功率的演化。计算结果表明：行波管放大器辐射场与电子束是一个非线性相互作用的耗散系统,其参数影响整个系统的行为演化,当电流和失谐量等参数变化并超过一定阈值时,系统出现时空混沌特性,输出具有连续的宽频谱性。     

行波管放大器中场极限环和混沌行为的阈值分析

以场方程和电子运动方程为基础，分析了行波管放大器中辐射场演化过程中出现极限环振荡和混沌态的电流阈值.结果表明：在某些参数范围内，辐射场会出现这些非线性不稳定态.相互作用区域越长，失谐量对阈值的影响越明显.当器件工作在非线性区域时，输出功率与电流、失谐量和相互作用区长度三个参数的关系变得紊乱无序，控制这三个参数在输出功率曲线的峰值点上，可在非线性区域获得较高的输出功率. 关键词： 行波管 辐射场 阈值 混沌     

行波管放大器中辐射场的极限环振荡和混沌

以行波管放大器中辐射场的非线性不稳定阈值分析为基础，对辐射场从频率分叉到混沌的演化过程和不同区域这些非线性不稳定态的时间特性和频率特性进行了研究.在“软”非线性区域，辐射场表现为极限环振荡和频率分岔，频谱是离散的且相对于载波频率是不对称的.这种不稳定是阵发性的，适当的调节控制参量，可使器件工作在所需的定态或极限环振荡态上；在“硬”非线性区域，辐射场表现为非周期的随机振荡和频率混沌，频谱连续且频带很宽，场幅值较大的成分集中在接近于零频的低频范围里.这种不稳定是连续性的，不能通过调节参量来消除. 关键词： 行波管 辐射场 分岔 极限环 混沌     

行波管放大器中的电子混沌现象

用自洽方程模拟了波-粒相互作用过程中的电子混沌行为.结果表明：随着电流的增大，电子在相空间的运动轨道将变得混沌，混沌轨道受失谐量的影响.在时间上，电子混沌比场的极限环和混沌振荡出现要早.与场出现极限环振荡的电流阈值相比,出现电子混沌的电流阈值要小；在场呈极限环状态的“软”非线性区域，电子的混沌轨道占据大部分相空间；而在场混沌的“硬”非线性区域，混沌轨道则弥漫在整个相空间.当电流一定时,电子的混沌运动图样是不变的；在一定的电流范围内， 场的极限环和混沌振荡特征是确定的， 但它们的输出功率是不确定的. 关键词： 行波管放大器 电子混沌 相空间轨道 非线性相互作用     

关于含二次非线性项受迫振动系统的混沌现象

本文用Melnikov方法得到了含二次非线性项受迫振动系统的混沌阈值,分析了参数对阈值的影响,与以往用近似二维叠代和数值积分的结果进行了比较。 关键词：     

保守系统的混沌控制

保守系统的混沌控制是一个重要而富有挑战性的研究课题。由于Liouville定理的限制和初始条件的特殊作用，使得适用于耗散系统的混沌控制方法不能直接用于保守系统。本文通过对耗散系统和保守系统混沌运动的特征进行分析和比较，阐述了保守系统混沌运动的规律，总结了近期研究过程中一些典型的基本理论和方法，综述了近年来保守系统混沌控制的相关进展和我们在保守系统的混沌控制方面所做的工作，并对保守系统混沌控制的应用和发展方向进行了展望。     

一个新超混沌系统非线性数值分析

利用Matlab软件和理论分析给出了一个新五维超混沌系统,探讨了主要包括对称性、耗散性、平衡点的稳定性、空间相图、Lyapunov指数和Lyapunov维数等方面的非线性动力学行为,研究结果表示系统具有复杂的动力学特性。     

8 mm基波回旋行波管放大器的设计

对8 mm基波回旋行波管放大器进行了研究。通过稳定性分析,选定了放大器的工作参数。利用PIC粒子模拟程序对放大器中的电子注-波互作用过程进行了详细的分析和讨论,获得了回旋行波管稳定工作的物理图像,完成了8 mm基波回旋行波管放大器高频系统的初步设计。模拟结果表明,在优化设计条件下,放大器可以获得大于450 kW的输出功率、50 dB增益、22.5%的效率和大约5％的3 dB带宽。     

8mm基波回旋行波管放大器的设计

对8 mm基波回旋行波管放大器进行了研究。通过稳定性分析,选定了放大器的工作参数。利用PIC粒子模拟程序对放大器中的电子注-波互作用过程进行了详细的分析和讨论,获得了回旋行波管稳定工作的物理图像,完成了8 mm基波回旋行波管放大器高频系统的初步设计。模拟结果表明,在优化设计条件下,放大器可以获得大于450 kW的输出功率5、0 dB增益、22.5%的效率和大约5%的3 dB带宽。     

螺旋线行波管返波自激振荡的研究

在2维小信号模型的基础上,分析了均匀和周期永久聚焦磁场对抑制返波自激振荡的影响。研究结果表明：改变聚焦磁场的幅值或周期来增加起振长度是可能的, 而且不会改变基波的互作用条件。与此同时,对起振长度、初始非同步速度参量随皮尔斯增益参量、空间电荷参量、损耗参量等的变化,以及在超宽带行波管中当存在两个或多个角向非对称空间谐波时,起振长度、初始非同步速度参量随周期永久聚焦磁场的变化进行了研究。优化设计聚焦磁场、电子注和螺旋线慢波系统的参量可以对螺旋线行波管的稳定性分析提供必要的依据。     

螺旋线行波管返波自激振荡的研究

 在2维小信号模型的基础上，分析了均匀和周期永久聚焦磁场对抑制返波自激振荡的影响。研究结果表明：改变聚焦磁场的幅值或周期来增加起振长度是可能的， 而且不会改变基波的互作用条件。与此同时，对起振长度、初始非同步速度参量随皮尔斯增益参量、空间电荷参量、损耗参量等的变化，以及在超宽带行波管中当存在两个或多个角向非对称空间谐波时,起振长度、初始非同步速度参量随周期永久聚焦磁场的变化进行了研究。优化设计聚焦磁场、电子注和螺旋线慢波系统的参量可以对螺旋线行波管的稳定性分析提供必要的依据。     

空间行波管收集极的热特性分析

利用有限元方法对一Ku波段空间行波管收集极的热特性进行了模拟计算,得到了收集极的温度分布图。分析比较了接触热阻和热辐射对热特性的影响,结果表明接触热阻明显地阻碍了热量的散失,使收集极整体温度有一定上升,而热辐射在使收集极各部分温度降低的同时,使温度分布更均匀。运用间接法进行了热-应力耦合分析,得到了收集极的位移场分布等值线图,进而确定该收集极采用的结构在热形变方面满足散热要求;并对在轴向加矩形翅片和在径向加圆形翅片两种散热方案进行了分析,得到了各自的优缺点,为散热方案的选择提供了依据,从而可以更好地提高散热效率。     

慢同步波行波管特性研究

 在传统行波管的放大过程中,随着电子纵向群聚的加深,由于空间电荷效应导致的非线性效应,影响了行波管的输出性能。介绍了一种新型的行波管并分析了其作用机理,分析了这种新型行波管慢波系统的结构及其色散特性,讨论了T形齿结构和梯形齿结构慢波系统几何尺寸对工作性能的影响。通过圆极化行波的高频横向电场调制电子束,导致电子束在空间的扭转,使得电子在放大过程中没有经过纵向群聚而处于减速场中,消除了非线性效应,提高了行波管的输出性能。     

铁电阴极相对论行波管初步研究

研究了铁电材料的电子发射特性,根据实验和数值模拟结果给出了铁电发射特性的定性解释,并指出目前的几种铁电发射理论都不足以完备地解释各种实验现象。设计了Pierce型铁电阴极电子枪,实现了束流的二级压缩,其总束流大于100 A。在此基础上,分析和设计了具有盘荷波导慢波结构的相对论行波管,得到了带宽500 MHz,增益约25 dB的X波段行波放大输出。