行波管中返波振荡的非线性理论研究.pdf

电子科技大学

硕士学位论文

行波管中返波振荡的非线性理论研究

姓名：雷声媛

申请学位级别：硕士

专业：等离子体物理

指导教师：宫玉彬;段兆云

20070101
摘要螺旋线行波管在电子对抗、雷达和卫星通信等现代军事电子领域中得到了广泛地应用，它的稳定性是其在各种应用中的一个最基本的参数。影响螺旋线行波管稳定性的因素很多，其中因电子注与返波(其群速与相速方向相反)互作用而产生的返波振荡是影响螺旋线行波管稳定性的重要因素。因为对螺旋线行波管来说电子注与返波互作用本身就存在着内部反馈，有可能建立起振荡，随着管子的功率增加和工作电压的提高，产生这种振荡的危险陛随之增加。返波振荡一旦产生，螺旋线行波管的正常工作就会破坏，从而使整个工作系统崩溃，无法实现其工作目的，因此抑制返波振荡的研究非常必要。在螺旋线行波管中引入衰减器可以达到抑制返波振荡从而提高行波管稳定工作性能的目的。本论文对具有衰减器的螺旋线慢波系统的高频特性和螺旋线行波管的返波振荡问题进行全面而深入的理论研究和数值计算。在行波管中加载集中衰减器能有效地抑制返波振荡，当衰减器衰减量增大时，返波起振长度增加，行波管工作越稳定，所以有必要对具有衰减器的螺旋线进行研究。本论文建立了管内直接引入集中衰减器的螺旋线慢波结构模型，推导了色散方程、耦合阻抗的表达式，并且利用推导出的公式，通过数值计算，对这种结构的高频特性进行了分析与讨论。为了使行波管能够稳定可靠地工作，抑制各种自激振荡是最重要的措施之一，而抑制返波振荡尤为重要。本论文对返波振荡问题进行研究，用非线性理论预测返波振荡的起振条件。用场论分析方法建立的非线性理论，推导出返波与电子注非线性互作用方程组(包括场方程、运动方程和相位演化方程)。确定抑制返波振荡的微分方程组的边值条件，根据所推导的公式进行数值计算，得到返波振荡的起振条件。国内外关于这种基于非线性理论的对返波自激振荡的研究还不够充分，我们的研究将更准确地预测起振条件，从而提出更有效抑的制返波振荡的方法。关键词：螺旋线，集中衰减器，返波振荡，非线性，起振条件
mbackward-waveTube(awa3WaveimprovetwoimportantSWSimpedance，andABSTRAcTapplication．BWO，whichandan，r'ⅣT，becauseBWOWithincreasing,BWOBWO．AttenuatornecessaryanalyzedsenseBW0heli】【TWT．conditionsmodemcommunications，radars，electronTWTsystembetweenbeam，isT1ⅣTappearsrestrainnumericalincharacteristicshel纹slowbackward．wavedomesticstructures，thelack．Sincethehelixintroducedstructure．problemnonlinearinteractionforwords：helix，attenuator,backward-waveself-oscillation，nonlinearbeam．waveTravelingiswidelyusedmilitaryelectronicequipments，suchwarfare，etc．Stableopermionofwhichaffectoperationalwholefundamentalrequirementanybasedelectronfactorthatinfluencesstableoperationinherentinteriorpowerworkingvoltage0feasily．Theworkwillbreakdowngenerates．SoitpartsiSstabilityInthisdissertation，wemadetheoreticalstudysimulationaspectsdetail，i．e．，theRFwavewithself-oscillation．Thoughforeignscholarshadabroaddeepresearchslowaddedindispensabilitypartstructure，itanalyzestructure．Inpaper,weupmodelmtenuMor．ThenweachieveddispersionequationTlheself-oscillationheli】【T’WThasbeentheory．11lismethodmoresuitabledescribingphysicalelectron-wavethanlinearone，bec