本文關(guān)鍵詞：回旋振蕩管高效率準(zhǔn)光模式變換器的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：回旋振蕩管以電子回旋脈塞為工作機(jī)理的一種真空電子器件。作為毫米波段下高功率微波系統(tǒng)的理想微波源,回旋振蕩管在受控?zé)岷司圩冎械牡入x子體加熱、毫米波非致命定向能武器、材料處理與改性、以及特種陶瓷燒結(jié)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。準(zhǔn)光模式變換器是回旋振蕩管中的重要部件,用于將回旋振蕩管的工作模式轉(zhuǎn)變?yōu)楦咚够?從而實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出波束的直接利用或遠(yuǎn)距離傳輸。高效率的準(zhǔn)光模式變換器可以有效降低管內(nèi)衍射損耗,提高整管功率容量和效率,增強(qiáng)系統(tǒng)穩(wěn)定性,延長(zhǎng)器件壽命。因此,國(guó)外研究機(jī)構(gòu)對(duì)準(zhǔn)光模式變換器進(jìn)行了大量的探索,且取得了豐碩的成果。國(guó)內(nèi)在本領(lǐng)域起步晚、研究水平相對(duì)落后。正因?yàn)槿绱?本文對(duì)高效率的Denisov型開(kāi)口輻射器及其對(duì)應(yīng)的準(zhǔn)光模式變換器進(jìn)行了系統(tǒng)的研究,論文的主要工作如下:1.詳細(xì)分析了Denisov型開(kāi)口輻射器的工作原理,利用高斯分布的升余弦近似推導(dǎo)了不同模式疊加形成高斯束斑的過(guò)程。研究了基于閉合模式的目標(biāo)耦合模式選擇方法及擾動(dòng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法,并給出了對(duì)應(yīng)的耦合系數(shù)的解析表達(dá)式。2.基于耦合波理論、矢量繞射積分和物理光學(xué)法開(kāi)發(fā)了Denisov型準(zhǔn)光模式變換器的數(shù)值仿真程序。利用仿真程序?qū)?guó)外經(jīng)典文獻(xiàn)報(bào)道的140GHz,TE28,8模Denisov型開(kāi)口輻射器進(jìn)行了模擬,仿真結(jié)果與文獻(xiàn)報(bào)道結(jié)果具有較好的一致性,驗(yàn)證了本程序的正確性。3.利用本文所研究的設(shè)計(jì)理論,在數(shù)值仿真程序的輔助下設(shè)計(jì)了用于95GHz,TE6,2�；匦袷幑艿腄enisov型準(zhǔn)光模式變換器,并利用KSA算法編寫(xiě)了相位校正程序?qū)ψ詈笠患?jí)反射鏡面的形狀進(jìn)行了修正。仿真結(jié)果表明,輸出波束的標(biāo)量高斯模式純度為99.12%,矢量高斯模式純度為94.87%,準(zhǔn)光模式變換器的能量轉(zhuǎn)換效率為94.08%。4、設(shè)計(jì)了110GHz,TE22,6模Denisov型準(zhǔn)光模式變換器,采用4級(jí)光滑反射鏡面構(gòu)成反射鏡面系統(tǒng),輸出波束的標(biāo)量模式純度為98.59%,矢量模式純度為94.43%,能量轉(zhuǎn)換效率97.25%。設(shè)計(jì)了用于170GHz,TE34,19模回旋振蕩管的Denisov型開(kāi)口輻射器,結(jié)果表明本文所研究的設(shè)計(jì)方法及開(kāi)發(fā)的數(shù)值仿真工具在較寬頻率范圍內(nèi)和閉合模式下具有普遍的適用性。
【關(guān)鍵詞】：回旋管 準(zhǔn)光模式變換器 Denisov型開(kāi)口輻射器 耦合波理論
【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3-5
• ABSTRACT5-10
• 第1章 引言10-19
• 1.1 回旋管10-14
• 1.1.1 電子回旋脈塞10-11
• 1.1.2 回旋管的種類和特點(diǎn)11
• 1.1.3 回旋振蕩管研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2 準(zhǔn)光模式變換器14-17
• 1.2.1 準(zhǔn)光技術(shù)概述14
• 1.2.2 回旋振蕩管中的準(zhǔn)光模式變換技術(shù)14-16
• 1.2.3 準(zhǔn)光模式變換器研究現(xiàn)狀16-17
• 1.3 論文主要工作17-18
• 1.4 論文組織結(jié)構(gòu)18-19
• 第2章 準(zhǔn)光模式變換器基本理論19-34
• 2.1 幾何光學(xué)理論19-24
• 2.1.1 TE_(m,n)模在圓波導(dǎo)中傳播的幾何光學(xué)分析19-22
• 2.1.2 幾何光學(xué)理論分析Vlasov型開(kāi)口輻射器22-24
• 2.2 高斯波束理論24-29
• 2.2.1 近軸波動(dòng)方程24-25
• 2.2.2 高斯波束的基模25-27
• 2.2.3 高斯波束的傳播特性27-28
• 2.2.4 波束的高斯模式純度28-29
• 2.3 口徑衍射理論29-32
• 2.3.1 矢量繞射理論29-31
• 2.3.2 物理光學(xué)法31-32
• 2.4 耦合波理論32-33
• 2.5 小結(jié)33-34
• 第3章 回旋振蕩管高效率準(zhǔn)光模式變換器研究34-41
• 3.1 Denisov型準(zhǔn)光模式變換器的原理34-35
• 3.2 高斯束斑的產(chǎn)生機(jī)理35-36
• 3.3 目標(biāo)耦合模式的選擇36-38
• 3.4 擾動(dòng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)38-39
• 3.5 耦合系數(shù)的計(jì)算39-40
• 3.6 小結(jié)40-41
• 第4章 回旋振蕩管高效率準(zhǔn)光模式變換器的設(shè)計(jì)與模擬41-65
• 4.1 仿真程序及準(zhǔn)確性驗(yàn)證41-44
• 4.2 95GHz TE_(6,2)模準(zhǔn)光模式變換器設(shè)計(jì)與模擬44-55
• 4.2.1 Denisov型開(kāi)口輻射器的設(shè)計(jì)與模擬44-48
• 4.2.2 反射鏡面設(shè)計(jì)48-51
• 4.2.3 相位校正技術(shù)51-54
• 4.2.4 準(zhǔn)光模式變換器性能評(píng)估54-55
• 4.3 110GHz TE_(22,6)模準(zhǔn)光模式變換器設(shè)計(jì)與模擬55-61
• 4.3.1 Denisov型開(kāi)口輻射器的設(shè)計(jì)與模擬55-58
• 4.3.2 反射鏡面設(shè)計(jì)58-60
• 4.3.3 準(zhǔn)光模式變換器性能評(píng)估60-61
• 4.4 170GHz TE_(34,19)模Denisov型開(kāi)口輻射器設(shè)計(jì)61-64
• 4.5 小結(jié)64-65
• 第5章 結(jié)束語(yǔ)65-67
• 5.1 全文工作總結(jié)65-66
• 5.2 未來(lái)工作展望66-67
• 參考文獻(xiàn)67-72
• 附錄A 數(shù)值仿真程序部分源代碼72-76
• 致謝76-77
• 攻讀碩士學(xué)位期間從事的科研工作及取得的成果77

【參考文獻(xiàn)】

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