thz回旋返波管研究

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1、ABSRTRACTbeamis55kV,theratioofverticalandaxesvdoci哆is1．5，theelectronicbeamcurrentis6Aandtheexternalmagneticfieldis8．55T，theoutputpoweris73Kw’andtheinteractionefficiencyis22．1％．Oncethevoltageofelectronbeamisupto55KVtlleoutputpoweroftheGyro．BWOdecreasesandtheexternalmagneticfieldincreases，the

2、efficiencyiscorrespondinglyreduced．Whentheexternalmagneticfieldrangefrom8．55Tto9．20T,thefrequencychangesfrom214．47GHzto222．21GHz，thebandwidthis7．74GHz，theoutputpowerismorethan30KW；Whentheexternalmagneticfieldis8．55％theoutputpowerandefficiencyoftheGyro—BWOincreasewiththevoltageofelectronbeam

3、risingfrom45KVto55KV,thefrequencychangesfrom215．62GHzto213．75GHz，thebandwidthis1．87GHz，theoutputpowerismorethan49kW．Takingtheaboveintoaccount，tuningofhighfrequencyisrealizedbychangingtheexternalmagneticfieldandthevoltageofelectronbeam．SotheGyro·BWOwithhighoutputpowerandhi曲efficiencyisdesign

4、ed．Theseresultsprovideatheoreticalexplainandsimulationmodelforf-ulCerexperimentalstudy．Keywords：Gyro—BWO，Numericalcalculation，Particle-in-cellsimulation(PIC)，Power,Efficiencynl独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而

5、使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。签名：日期：∥勿年f月彤日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后应遵守此规定)签名：导师签名：日期：加忉第一章绪论1．1引言十九世纪六七十年代，英国物理学家Maxwell建立了描述电场与磁场的Maxwell方程组，在麦克斯韦

6、方程组中，电场和磁场已经成为一个不可分割的整体。该方程组系统而完整地概括了电磁场的基本规律，并预言了电磁波的存在。此后，电磁波的理论体系逐渐清晰和完善，使得人们开始了对电磁波应用的探索。1906年，LeedeForest发明了真空三极管，它能够产生无线电频段的电磁波，并被用于无线通讯系统中。随后，人们发明了更多种类的电子管。两次世界大战对高频率、高功率微波源的需求加速了真空微波器件—微波管的诞生。1921年，A．W-Hull发明了最早的微波管器件之——磁控管。1937年Varian兄弟发明了速调管放大器。1944年，Kompfner发明了螺旋线行波管【Il。这些发明使得雷达和

7、天线技术在二战后得到蓬勃发展。速调管和行波管在二十世纪五六十年代成为微波管研制的主流，大量类似的传统微波管迅速发展并被应用于军事、等离子体、医药、工业加热等领域。但是这些电子管都有一个不可回避的问题，那就是它们只能在低频率发射高功率电磁波。虽然传统微波管可以输出非常高的脉冲和连续波功率，但是随着工作频率的增加，器件的尺寸随之减小，导致功率容量降低，制约了输出频率和功率的进一步提高。核聚变等离体子加热对高频率、高功率微波源的需求促进了基于电子回旋脉塞(ElectronCyclotronResonac岔Ma