對(duì)基于12個(gè)周期的交錯(cuò)雙排矩形波導(dǎo)慢波結(jié)構(gòu)（staggered double rectangular waveguide slow wave structure,簡(jiǎn)記為SDRWSWS）的單諧振腔94.5GHz分布作用振蕩器（extended interaction oscillator,EIO）進(jìn)行了計(jì)算機(jī)模擬,給出了通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬確定諧振腔結(jié)構(gòu)參數(shù)及電子注參數(shù)的方法和步驟。提出了"相位再同步"的高效率方法,將諧振腔中從電子注輸入端數(shù)起的第5～6個(gè)周期的慢波結(jié)構(gòu)的周期降低到原來(lái)的90%左右,改變了諧振腔中軸向電場(chǎng)強(qiáng)度的分布,使軸向電場(chǎng)強(qiáng)度在遠(yuǎn)離輸出口一端相對(duì)降低,而在靠近輸出口一端相對(duì)升高,有助于電子注的調(diào)制隨著電子注的行進(jìn)而加強(qiáng);同時(shí),使在靠近輸出口一端的軸向電場(chǎng)強(qiáng)度的相位增大了51.6°,從而與電子注的空間電荷波的相位保持同步并從電子注提取更多能量。計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果證實(shí),采用該技術(shù)的分布作用振蕩器的功率和電子效率都得到顯著提高,改善最大的數(shù)值是原來(lái)的2倍以上。 

【文章來(lái)源】：紅外與毫米波學(xué)報(bào). 2020,39(02)北大核心EISCICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：10 頁(yè)

【部分圖文】：

圖３電子注電壓對(duì)均勻周期ＥＩＯ互作用的影響（ａ）基于１２??個(gè)均勻周期的ＳＤＲＷＳＷＳ的單諧振腔ＥＩＯ的ＰＩＣ計(jì)算模型，??（ｂ）在１９ｋＶ，３００ｍＡ的電子注下的歸一化輸出電壓，（ｃ）在??１９ｋＶ，３００ｍＡ的電子注下的歸一化輸出電壓信號(hào)的傅里葉??變換，（ｄ）電子注電?

ｄ?ｔｈｅ?ｆｉｔｎｅｓｓ?（ｉ）?（ａ）ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ??ｂｅｔｗｅｅｎ?Ｅｚｃａｎｄ?￡ｚｓ?（１）?ｗｉｔｈｉｎ?ｐｅｒｉｏｄｓ?１?￣?４，?（ｂ）ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ?ｂｅ？??ｔｗｅｅｎ?Ｅｚｃａｎｄ?￡ｚｓ?（２）?ｗｉｔｈｉｎ?ｐｅｒｉｏｄｓ?５?￣?６，?（ｃ）ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ?ｂｅ－??ｔｗｅｅｎ?＿Ｅｚｃａｎｄ?五ｚｓ?（３）?ｗｉｔｈｉｎ?ｐｅｒｉｏｄｓ７?￣?１２??－５００００??－１０００００??４?６??ｚ／ｍｍ??（ｂ）??１０??圖６均勻周期諧振腔和非均勻周期諧振腔的＆及軸線上??的電場(chǎng)ｚ分量盡比較（ａ）?＼計(jì)算結(jié)果比較，（ｂ）軸線上的電場(chǎng)??ｚ分量尾的比較??Ｆｉｇ．?６?Ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ?ｒｅｓｕｌｔｓ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｅｖｅｎ?ｐｅｒｉｏｄ?ｃａｖｉｔｙ?ｃｏｍｐａｒｅｄ??ｗｉｔｈ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｕｎｅｖｅｎ?ｐｅｒｉｏｄ?ｃａｖｉｔｙ?（ａ）?ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ?５ｎ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｅｖｅｎ??ｐｅｒｉｏｄ?ｃａｖｉｔｙ?ｃｏｍｐａｒｅｄ?ｗｉｔｈ?ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ?５，，?ｏｆ?ｔｈｅ?ｕｎｅｖｅｎ?ｐｅｒｉ？??ｏｄ?ｃａｖｉｔｙ，?（ｂ）?ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ?ｒｅｓｕｌｔ?Ｅｚｃｏｆ?Ｅｚ?ｉｎ?ｔｈｅ?ｅｖｅｎ?ｐｅｒｉｏｄ?ｃａｖｉ？??ｔｙ?ｃｏｍｐａｒｅｄ?ｗｉｔｈ?ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ?ｒｅｓｕｌｔ?Ｅｚｃ＿ｎｎｅｖｅｎ?ｏｆ?Ｅｚ?ｉｎ?ｔｈｅ?ｕｎｅｖｅｎ??ｐｅｒｉｏｄ?ｃａｖｉｔｙ??表３非均勻周期諧振腔的＆的極小值頻率的計(jì)算結(jié)果??Ｔａｂｌｅ?３?ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ?ｆｒｅｑｕｅｎｃｉｅｓ?ａｃｃｏｒｄｉｎｇ?ｔｏ?ｔｈｅ?

在大信號(hào)條件下，由于注波互作??用的幅相轉(zhuǎn)換效獻(xiàn)，電子性中的塗間電荷波的相位??畸變?cè)龃螅抟虼�，在均勻諧振腔中，在電乎注通過(guò)??第５周期后４電子注中的空間電荷波的相位畸變限??制了電乎注繼續(xù)釋放動(dòng)能，ＥＭ呈現(xiàn)飽和狀態(tài)，也就??限制了電子效率》而在非均勻周期諧振腔中，由于??第７?￣?１２周斯中的電場(chǎng)的相位増大５１．?６：。，因而與相??位發(fā)生畸變后的電子柱中的空間電荷波繼續(xù)保持??相位同步，因此實(shí)現(xiàn)了更高的電子效率ｅ根據(jù)這種??分析，稱這種離效率技術(shù)為“相位再同步”技術(shù)ｓ??圖８所示是均勻周期ＥＩＯ和非均勻周期ＥＩＯ在??３００?ｍＡ，?１８．?７?ｋＶ的電子注下的輸出功率隨時(shí)間的??變化曲線＠由圖可見(jiàn)，在４．?２?ｍ以前，非均勻周期??ＥＩＯ的功率比均勻周期ＥＩＯ的功率要低，說(shuō)明在輸??：出功率為飽和輸出功率的－３?ｄＢ或更小的小樁號(hào)條??件下，前者的互作用效率比后者更低《因?yàn)檫@時(shí)電??乎注中的空間電荷波的相位并無(wú)畸變，因此與均勻??周期諧振腔中的電磁波具有更好的相位同步，但??在４．?２?ｎｓ以詹，非均勻周期ＥＩ〇的功率趕上均勻周??期ＥＩＯ的功率，并以更快的速率上升＊實(shí)現(xiàn)了功率的??大幅提高，說(shuō)明非均勻周期ＥＩＯ對(duì)效率的提高是通??過(guò)改善ＥＩＯ的大信號(hào)性能實(shí)現(xiàn)的、與上文的分析??—致Ｊ８??圖８?？均句周觀ＥＩＯ和均勾周期ＥＩＯ的功傘一時(shí)間曲建比??較??Ｆｉｇ．?８?Ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ?ｐｏｗｅｒ?ｖｓ?ｔｉｍｅ?ｏｆ?ｅｖｅｎ?ｐｅｒｉｏｄ?ＥＩＯ?ｃｏｍ？??ｐａｒｅｄ?ｗｉｔｈ?ｏｆ?ｕｎｅｖｅｎ?ｐｅｒｉｏｄ?ＥＩＯ?ｕｎｄｅｒ?ａ?３００?ｍＡ，?１８．?７?ｋＶ??ｂｅａｍ??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]0.22THz高效率行波管的互作用計(jì)算[J]. 王自成,唐伯俊,謝文球,田宏,董芳.  強(qiáng)激光與粒子束. 2016(02)
[2]基于開(kāi)槽單矩形柵和圓形電子注的W波段返波振蕩器[J]. 謝文球,王自成,羅積潤(rùn),劉青倫,董芳.  物理學(xué)報(bào). 2013(15)
[3]基于場(chǎng)匹配法的雙排矩形柵慢波結(jié)構(gòu)高頻特性研究[J]. 劉青倫,王自成,劉濮鯤,董芳.  物理學(xué)報(bào). 2012(24)
[4]基于雙排矩形梳狀慢波結(jié)構(gòu)的W波段寬頻帶行波管模擬研究[J]. 劉青倫,王自成,劉濮鯤.  物理學(xué)報(bào). 2012(12)
[5]擴(kuò)展互作用諧振腔的模擬分析[J]. 吳振華,張開(kāi)春,劉盛綱.  強(qiáng)激光與粒子束. 2007(03)



本文編號(hào)：3276245