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增加回旋行波放大器输出带宽的理论和数值研究

作　者: 杨温渊
导　师: 丁武
学　校: 中国工程物理研究院北京研究生部
专　业: 等离子体物理
关键词: 回旋行波放大器带宽回旋谐波速率比电子群聚
分类号: TN722.32
类　型: 博士论文
年　份: 2000年
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内容摘要

本文首先简要介绍了高功率微波源器件中放大器的发展状况，指出在未来的高分辨率雷达、高容量密集性通信系统以及电子防御和对抗等的应用中，具有高输出频率和高功率容量的回旋行波放大器具有良好的发展前景，同时评述了一些主要的微波放大器增加带宽的方法。接着本文对回旋行波放大器中波束相互作用的物理机制做了详细的理论分析，给出了一组描述辐射场演化的紧凑的和便于解析分析的非线性方程组，解析研究了电子束群聚特性并推导了辐射场小信号增益的表达式。研究表明：在一定条件下，轴向群聚和角向群聚这两种作用可以相互增强；在小信号区，力群聚作用可超过惯性群聚作用而产生负增益。另外，我们还编制程序对波束相互作用进行了数值研究。随后，本文提出并研究了以下两种各具特色的宽带回旋行波放大器模型：一、双束回旋行波放大器。方法是将两束满足一定条件的电子束同时注入均匀的相互作用区，从而增加电子束激发的不稳定频区的宽度，产生宽的输出带宽。这种方法产生的器件的增益也比较高。二、具有锥化引导磁场的回旋行波放大器。方法是适当选取引导磁场的初值，并从相互作用区的适当位置开始使其缓慢地线性减小，从而得到高效率和宽带输出。本文还对倍频谐波回旋行波放大器做了比较深入的研究，该器件兼有信号倍频和放大的功能。通过模拟，我们给出了器件各部分的最佳参数，并在均匀相互作用区中，采用具有较低速率比的电子束，获得了高频宽带输出。文章最后对全文进行了总结，并介绍了回旋行波放大器研究的动态。

增加回旋行波放大器输出带宽的理论和数值研究

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