軸向輸出相對(duì)論磁控管實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、軸向輸出相對(duì)論磁控管是目前最緊湊的窄帶高功率微波源，其最重要的組成部分之一是軸向輸出結(jié)構(gòu)，它是磁控管在軸向的自然延伸，所有的葉片和諧振腔（部分和全部諧振腔）在軸向光滑地漸變到喇叭天線，然后通過(guò)圓柱波導(dǎo)由喇叭天線輻射出能量。相對(duì)于徑向輸出相對(duì)論磁控管而言，軸向輸出相對(duì)論磁控管具有結(jié)構(gòu)緊湊、高阻抗、角向均勻性、高功率輸出等一系列優(yōu)點(diǎn)。此外，還可以通過(guò)改變諧振腔過(guò)渡的數(shù)量，使工作在π模式的軸向輸出相對(duì)論磁控管直接輸出純度較高的TE11、TE0

2、1、TE31模式。
　　本文首先介紹了徑向輸出相對(duì)論磁控管和軸向輸出相對(duì)論磁控管的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，并分析了目前能較有效地提取微波能量的三種輸出結(jié)構(gòu)—劈型輸出結(jié)構(gòu)、槽型輸出結(jié)構(gòu)和梯型輸出結(jié)構(gòu)，由仿真結(jié)果知，在相同的過(guò)渡段傾角下劈型輸出結(jié)構(gòu)的能量耦合效率最低。其次，通過(guò)CST軟件和MAGIC軟件對(duì)能量耦合效率較高的槽型輸出結(jié)構(gòu)和梯型輸出結(jié)構(gòu)進(jìn)行了冷腔和熱腔模擬，再根據(jù)測(cè)試系統(tǒng)對(duì)輸出結(jié)構(gòu)的特殊限制，提出了另一種能量耦合效率較高的輸出

3、結(jié)構(gòu)（組合輸出結(jié)構(gòu)），并對(duì)其進(jìn)行了冷腔、熱腔優(yōu)化。最后，通過(guò)比較三種輸出結(jié)構(gòu)—槽型輸出結(jié)構(gòu)、梯型輸出結(jié)構(gòu)和組合輸出結(jié)構(gòu)，本文最終選用了仿真特性較好的梯型輸出結(jié)構(gòu)和組合輸出結(jié)構(gòu)作為實(shí)驗(yàn)研究對(duì)象，整個(gè)器件的設(shè)計(jì)總長(zhǎng)度為428mm，輸出端圓柱波導(dǎo)的半徑為73.8mm。在外加電壓600KV，外加磁場(chǎng)0.47Tesla的三維粒子模擬下實(shí)現(xiàn)整個(gè)器件在S波段π模式的穩(wěn)定工作，得到器件的轉(zhuǎn)換效率為35.6％，相應(yīng)的輸出功率為1.7GW，輻射模式為TE0