Ka波段回旋振蕩管諧振腔研究

　　回旋振蕩管的各部分對(duì)工作效率都有影響，從陰極發(fā)射電子的質(zhì)量到注-波互作用段再到輸出結(jié)構(gòu)的模式變換器以及收集極，每個(gè)部分必須協(xié)調(diào)工作才能提高工作效率。諧振腔作為整個(gè)管子核心部分，腔體中的模式競(jìng)爭(zhēng)直接影響管子的工作效率。從麥克斯韋方程出發(fā)推導(dǎo)出了回旋管中過渡漸變復(fù)合腔的高頻場(chǎng)方程，明確了模式之間的耦合方式。通過對(duì)耦合系數(shù)的深入分析，發(fā)現(xiàn)改變腔體結(jié)構(gòu)可以改變耦合系數(shù)的分布方式，進(jìn)而抑制競(jìng)爭(zhēng)模式的存在，使工作模式與電子注互作用時(shí)不受雜模的影響，提高管子的互作用效率。

　　回旋振蕩管作為大功率毫米波源，是一種能產(chǎn)生高功率毫米波波的器件�；匦�振蕩管的各部分對(duì)工作效率都有影響，從陰極發(fā)射電子的不均勻性到注-波互作用段再到輸出結(jié)構(gòu)的模式變換器以及收集極，每個(gè)部分必須協(xié)調(diào)工作才能提高工作效率。通過改變漸變過渡段連接方式，對(duì)諧振腔進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，達(dá)到抑制模式競(jìng)爭(zhēng)的存在，使工作模式與電子注互作用時(shí)減少雜模的影響。通過對(duì)比不同連接方式的復(fù)合腔對(duì)模式競(jìng)爭(zhēng)抑制效果，最終得出了一種更為有效抑制非工作模式的漸變諧振腔結(jié)構(gòu)。

　　1、理論計(jì)算

　　從無源穩(wěn)態(tài)麥克斯韋方程組的旋度方程出發(fā)，

　　利用耦合波理論出發(fā)推導(dǎo)出具有軸對(duì)稱結(jié)構(gòu)的波導(dǎo)開放式諧振腔中高頻駐波場(chǎng)幅值縱向分布所滿足的普適方程：

　　3、結(jié)論

　　通過對(duì)開放式諧振腔耦合系數(shù)的分析和數(shù)值計(jì)算結(jié)果來看，采用緩變的諧振腔有很好的模式抑制作用。通過調(diào)整漸變優(yōu)化參數(shù)，可以得到比較理想的諧振腔，有利于提高電子與場(chǎng)的互作用效率。同時(shí)，研究了耦合系數(shù)分布對(duì)抑制非工作模式的影響。通過優(yōu)化計(jì)算，漸變段兩個(gè)端點(diǎn)處的緩變連接，有利于改善諧振腔抑制非工作模式和提高工作模式幅值性能。將這種諧振腔用于回旋管中，將提高回旋管的性能。