文档介绍：电子科技大学
硕士学位论文
螺旋线行波管单周期PIC模拟
姓名:徐元军
申请学位级别:硕士
专业:电子科学与技术
指导教师:李建清
20100501
摘要螺旋线行波管是一种大功率、宽频带、高增益、高效率的微波/毫米波功率放大器件,当前在真空电子器件领域中其研究和发展最为活跃,并广泛应用于雷达、通信、电子对抗等现代军事装备中。其主要机理为通过电子注和电磁波的相互作用,将电子注的能量转换给高频电磁波,从而实现高频信号的功率放大。因此,对行波管中电子注和电磁波相互作用的物理过程进行深入研究和分析十分必要。本论文采用粒子模拟椒ǜ俚ジ鲋芷谀诘缱拥脑硕⒗没时域有限差分法计算电磁波的传播和激励,从而对螺旋线行波管电子注和电磁波的相互作用过程进行模拟和分析研究。本论文主要工作和创新之处在于以下三个方面:⒘寺菪咝胁ü芏锢砟P通过采用螺旋导电面近似代替螺旋线,均匀介质圆环替代介质夹持杆的简化处理,建立了螺旋线行波管二维物理模型;同时,给出了的D庵兴枰的螺旋导电面边界条件。阅D饪占浣辛硕琘网格划分通过计算确定了一个导波长度的模拟空间,并在此空间进行了二维网格划分;根据的D夥椒ê突笆庇蛴邢薏罘址范烁鞒》至吭网格节点和网格空间中的位置,同时给出了模拟中所需要的边界条件。缘绯⒋懦∫约暗缱幼⑾喙匚锢砹砍跏贾到辛巳范ǎ喑潭月菪行波管单个周期内电子注和电磁波相互作用过程进行了数值模拟。跟踪模拟了螺旋线行波管中电磁波和电子注能量以及电子宏粒子在相空间速度和相对位置的变化。关键词:螺旋线行波管,,粒子模拟,非线性现象
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导师签名:笙宙盔签名:丝:鱼丕签名:笾:型潭独创性声明日期:勿/口年占月绸论文使用授权为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。C艿难宦畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑日期:加/口年石月本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定,有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。
第一章绪论行波管发展历史及现状作为二十世纪伟大发明之一的微波电子管,用作雷达和通信系统的心脏,在第二次世界大战中发挥了重要的作用。自上个世纪七十年代后,半导体器件逐步取代了窄频带、低频率、小功率的微波真空电子器件,但是在宽频带、高频率、大功率应用方面,微波真空电子器件仍占有绝对优势。行波管可以工作在倍频程以上,具有能够同时兼顾功率和带宽等特点,从而成为应用最广泛的真空电子器件,是当前真空电子器件领域中发展与研究最活跃的一类器件【。由于真空电子器件在高频率和大功率情况下所占有的绝对优势,即使采用功率合成的技术,半导体器件在相当长时期内其输出功率也无法与其竞争。现代军事战争为大功率微波管提供了良好的发展环境并提出了新的要求,这更加促使真空电子器件向高频率、宽频带、大功