作為一種緊湊型高功率微波器件,磁絕緣線(xiàn)振蕩器在起振過(guò)程中容易出現(xiàn)模式競(jìng)爭(zhēng)現(xiàn)象,如果不能對(duì)其進(jìn)行有效抑制,可能導(dǎo)致器件的最終輸出性能下降.由于磁絕緣線(xiàn)振蕩器中波束互作用區(qū)通常采用同軸盤(pán)荷波導(dǎo)作為其慢波結(jié)構(gòu),因此本文從同軸盤(pán)荷波導(dǎo)中幾個(gè)可能被相對(duì)論電子束激發(fā)的低階本征模與電子束之間的色散關(guān)系入手,分析了三種類(lèi)型的模式競(jìng)爭(zhēng)的特點(diǎn)、產(chǎn)生的可能原因以及削弱方法.基于以上分析,給出了一種高功率緊湊型L波段磁絕緣線(xiàn)振蕩器的物理模型,并利用全電磁三維粒子程序?qū)ζ溥M(jìn)行了冷腔和熱腔的數(shù)值模擬.結(jié)果表明,由于結(jié)構(gòu)不完全對(duì)稱(chēng)和電子發(fā)射可能存在一定的非均勻性,器件運(yùn)行初期互作用區(qū)有競(jìng)爭(zhēng)模式HEM₁₁模出現(xiàn),與理論分析一致;起振一小段時(shí)間后（10 ns左右）,互作用區(qū)基模增長(zhǎng)加快,高階模被抑制.進(jìn)一步優(yōu)化后器件在基模獲得了高效率和高功率微波輸出,飽和時(shí)輸出功率約為8.1 GW,輸出效率達(dá)到了18%,模式純度約為97%.本文研究結(jié)果可為磁絕緣線(xiàn)振蕩器運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的競(jìng)爭(zhēng)模式的識(shí)別和輸出性能優(yōu)化提供理論參考和依據(jù). 

【文章來(lái)源】：物理學(xué)報(bào). 2020,69(19)北大核心

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【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：2982529