本文關(guān)鍵詞：毫米波高功率回旋管高效率鏡面系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究

  更多相關(guān)文章： 回旋振蕩管 高功率 準(zhǔn)光模式變換器 鏡面系統(tǒng) 高斯波束

【摘要】：回旋振蕩管作為一種高功率微波源,能在毫米波及亞毫米波波段輸出高功率電磁能量,在受控?zé)岷司圩兊牡入x子體加熱、定向能武器、先進(jìn)材料處理等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。準(zhǔn)光模式變換器是高功率回旋振蕩管中的關(guān)鍵部件之一,能夠輸出可實(shí)現(xiàn)回旋振蕩管高輸出功率和適用于遠(yuǎn)距離傳輸?shù)母咚共ㄊ?有利于提高回旋振蕩管的工作穩(wěn)定性和整管效率。國(guó)外各研究機(jī)構(gòu)已經(jīng)針對(duì)準(zhǔn)光模式變換器鏡面系統(tǒng)從基礎(chǔ)理論、仿真計(jì)算和工程實(shí)驗(yàn)等方面展開(kāi)了大量系統(tǒng)深入的研究,國(guó)內(nèi)在該領(lǐng)域的研究工作尚處于起步階段。在此背景下,本文在廣泛調(diào)研的基礎(chǔ)上,對(duì)準(zhǔn)光模式變換器鏡面系統(tǒng)進(jìn)行了系統(tǒng)深入的理論研究、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和數(shù)值模擬。論文的主要工作如下:1.對(duì)Vlasov型準(zhǔn)光模式變換器鏡面系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)的理論分析。采用幾何光學(xué)分析法,給出了Vlasov階梯切口型準(zhǔn)光模式變換器鏡面系統(tǒng)的理論計(jì)算模型,詳細(xì)討論了標(biāo)準(zhǔn)曲面反射鏡的設(shè)計(jì)方法。編寫仿真程序并利用該程序設(shè)計(jì)了95GHz,TE03模回旋振蕩管中的雙反射鏡準(zhǔn)光模式變換器,模擬結(jié)果顯示輸出波束高斯含量高達(dá)98%,鏡面系統(tǒng)功率傳輸效率大于97%,模式轉(zhuǎn)換效率達(dá)到84.86%。2.根據(jù)140 GHz,TE28,8�；匦袷幑艿难兄菩枨�,編寫仿真程序,采用文獻(xiàn)中給出的參數(shù)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)仿真程序進(jìn)行了可靠性驗(yàn)證。同時(shí)研究了相位校正鏡面系統(tǒng)的相位校正原理和鏡面設(shè)計(jì)方法,并基于誤差控制K-S算法編寫了準(zhǔn)光模式變換器相位校正鏡面的程序。仿真結(jié)果表明,輸出波束中矢量基模高斯純度由90.2%提高到92.9%,輸出波束質(zhì)量得到明顯改善。3.利用所開(kāi)發(fā)仿真程序,采用新的輻射器擾動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了TE28,8模Denisov型準(zhǔn)光模式變換器不規(guī)則四級(jí)鏡面系統(tǒng)和三級(jí)鏡面系統(tǒng),并對(duì)輻射器和鏡面系統(tǒng)進(jìn)行了數(shù)值模擬,詳細(xì)分析了TE28,8模式到基模高斯的模式變換過(guò)程,對(duì)準(zhǔn)光模式變換器鏡面系統(tǒng)輸出的高斯波束質(zhì)量進(jìn)行了定量分析。結(jié)果表明,準(zhǔn)光模式變換器鏡面系統(tǒng)的功率損耗小于2%,輸出波束的矢量基模高斯純度為95%,標(biāo)量基模高斯純度達(dá)到98%,模式轉(zhuǎn)換效率高于90%。
【關(guān)鍵詞】：回旋振蕩管 高功率 準(zhǔn)光模式變換器 鏡面系統(tǒng) 高斯波束
【學(xué)位授予單位】：重慶郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN12
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 緒論8-16
• 1.1 研究背景及意義8-10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-15
• 1.2.1 回旋管的研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.2 鏡面系統(tǒng)研究現(xiàn)狀12-15
• 1.3 論文研究的主要內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排15
• 1.4 本章小結(jié)15-16
• 第2章 準(zhǔn)光模式變換器鏡面系統(tǒng)基礎(chǔ)理論16-26
• 2.1 高斯波束理論16-20
• 2.1.1 高斯波束的傳播特性16-19
• 2.1.2 高斯波束的轉(zhuǎn)換19-20
• 2.1.3 高斯模式純度評(píng)估方法20
• 2.2 口徑衍射理論20-23
• 2.2.1 標(biāo)量繞射理論21-22
• 2.2.2 矢量繞射理論22-23
• 2.3 表面感應(yīng)電流分布法23-24
• 2.4 本章小結(jié)24-26
• 第3章 Vlasov型準(zhǔn)光模式變換器鏡面系統(tǒng)研究26-36
• 3.1 幾何光學(xué)理論26-27
• 3.2 Vlasov型準(zhǔn)光模式變換器鏡面系統(tǒng)設(shè)計(jì)27-31
• 3.2.1 鏡面系統(tǒng)的設(shè)計(jì)27-30
• 3.2.2 鏡面系統(tǒng)的數(shù)值計(jì)算方法30-31
• 3.3 TE_(03)模二級(jí)鏡面系統(tǒng)準(zhǔn)光模式變換器仿真模擬31-34
• 3.4 本章小結(jié)34-36
• 第4章 Denisov型準(zhǔn)光模式變換器鏡面系統(tǒng)研究36-60
• 4.1 Denisov型輻射器36-38
• 4.2 不規(guī)則曲面聚焦反射鏡鏡面系統(tǒng)設(shè)計(jì)38-43
• 4.2.1 不規(guī)則曲面反射鏡設(shè)計(jì)38-39
• 4.2.2 相位校正鏡設(shè)計(jì)39-42
• 4.2.3 相位解纏42-43
• 4.3 程序編寫與驗(yàn)證43-51
• 4.4 140 GHz，TE28,8 模準(zhǔn)光模式變換器鏡面系統(tǒng)仿真模擬51-59
• 4.4.1 四級(jí)鏡面系統(tǒng)仿真模擬53-57
• 4.4.2 三級(jí)鏡面系統(tǒng)仿真模擬57-59
• 4.5 本章小結(jié)59-60
• 第5章 結(jié)束語(yǔ)60-62
• 5.1 主要工作60-61
• 5.2 后續(xù)研究工作展望61-62
• 參考文獻(xiàn)62-67
• 致謝67-68
• 攻讀碩士學(xué)位期間從事的科研工作及取得的成果68

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前5條

1 曾旭;馮進(jìn)軍;;高功率微波源的現(xiàn)狀及其發(fā)展[J];真空電子技術(shù);2015年02期

2 蒙林;李天明;李浩;;國(guó)外高功率微波發(fā)展綜述[J];真空電子技術(shù);2015年02期

3 史少輝;劉濮鯤;杜朝海;徐壽喜;耿志輝;李錚迪;王虎;;W波段三次諧波回旋振蕩管的模擬與設(shè)計(jì)(英文)[J];紅外與毫米波學(xué)報(bào);2014年01期

4 王斌;杜朝海;劉濮鯤;耿志輝;徐壽喜;;W波段邊廊模回旋管準(zhǔn)光模式變換器的研究與設(shè)計(jì)[J];物理學(xué)報(bào);2010年04期

5 劉濮鯤,徐壽喜;回旋速調(diào)管放大器及其發(fā)展評(píng)述[J];電子與信息學(xué)報(bào);2003年05期

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本文編號(hào)：1021811