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W波段螺旋波纹波导回旋行波管注波互作用的非线性分析

薛智浩 刘濮鲲 杜朝海 李铮迪

W波段螺旋波纹波导回旋行波管注波互作用的非线性分析

薛智浩, 刘濮鲲, 杜朝海, 李铮迪
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  • 本文从有源麦克斯韦方程组出发, 系统地推导了螺旋波纹波导的色散方程及非线性注波互作用理论, 数值计算结果与已有的实验报道基本相符.在此基础上,设计了W波段螺旋波纹回旋行波管, 工作电压80 kV, 工作电流5 A, 中心频率95 GHz, 3 dB带宽约4.5%, 饱和增益52 dB, 最大输出功率142 kW, 电子效率达20%-35%.最后,本文计算了电流, 电压及输入功率的改变对W波段螺旋波纹波导回旋行波管输出性能的影响.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 61072024, 60971072)资助的课题.
    [1]

    Liao F J 1999 The heart of information equipment (Beijing: National Defense Industrial Press) p112 (in Chinese) [廖复疆 1999 真空电子技术-信息装备的心脏 (北京:国防工业出版社) 第112页]

    [2]

    Liu B T 2006 Journal of Electronics & Information Technology 28 760 (in Chinese) [刘本田 2006 电子与信息学报 28 760]

    [3]

    Du C H, Liu P K, Xue Q Z 2010 Journal of Electronics & Information Technology 32 1717 (in Chinese) [杜朝海, 刘濮鲲, 薛谦忠 2010 电子与信息学报 32 1717]

    [4]

    Jiao C Q, Luo J R 2007 Journal of Electronics & Information Technology 29 2009 (in Chinese) [焦重庆, 罗积润 2007 电子与信息学报 29 2009]

    [5]

    Kwo Ray Chu 2002 Plasma Science, IEEE Transactions on 30 903

    [6]

    Park G S, Choi J J, Park S Y 1995 Physical Review Letters 74 2399

    [7]

    Chu K R, Barnett L R, Chen H Y 1995 Physical Review Letters 74 1103

    [8]

    Chu K R, Chen H Y, Hung C L 1998 Physical Review Letters 81 4760

    [9]

    Wang Q S, McDermott D B, Luhmann N C 1996 IEEE Transactions on Plasma Science 24 700

    [10]

    Chong C K, McDermott D B, Luhmann N C 1998 IEEE Transactions on Plasma Science 26 500

    [11]

    Calame J P, Garven M, Danly B G 2002 IEEE Transactions on Electron Devices 49 1469

    [12]

    Garven M, Calame J P, Danly B G 2002 IEEE Transactions on Plasma Science 30 885

    [13]

    Pershing D E, Nguyen K T, Calame J P 2004 IEEE Transactions on Plasma Science 32 947

    [14]

    Nguyen K T, Calame J P, Pershing D E 2001 IEEE Transactions on Electron Devices 48 108

    [15]

    Denisove G G, Bratman V L, Cross A W 1998 Physical Review Letters 81 5680

    [16]

    Denisov G G, Bratman V L 1998 IEEE Transactions on Plasma Science 26 508

    [17]

    Zhu S Q, Wang E F, Li H F 2006 High Power Laser and Particle Beams 18 110 (in Chinese) [朱世秋, 王峨锋, 李宏福 2006 强激光与粒子束 18 110]

    [18]

    Wang E F, Li H F, Li H 2005 Acta Physica Sinica 54 5339 (in Chinese) [王峨峰, 李宏福, 李浩 2005 物理学报 54 5339]

    [19]

    Huang H J 1963 Microwave Theory (Vol I) (Beijing: Science Press) p299 (in Chinese) [黄宏嘉 1963 微波原理(卷I)(北京:科学出版社) 第299页]

    [20]

    Bratman V L, Cross A W, Denisov G G 2000 Physical Review Letters 84 2746

  • [1]

    Liao F J 1999 The heart of information equipment (Beijing: National Defense Industrial Press) p112 (in Chinese) [廖复疆 1999 真空电子技术-信息装备的心脏 (北京:国防工业出版社) 第112页]

    [2]

    Liu B T 2006 Journal of Electronics & Information Technology 28 760 (in Chinese) [刘本田 2006 电子与信息学报 28 760]

    [3]

    Du C H, Liu P K, Xue Q Z 2010 Journal of Electronics & Information Technology 32 1717 (in Chinese) [杜朝海, 刘濮鲲, 薛谦忠 2010 电子与信息学报 32 1717]

    [4]

    Jiao C Q, Luo J R 2007 Journal of Electronics & Information Technology 29 2009 (in Chinese) [焦重庆, 罗积润 2007 电子与信息学报 29 2009]

    [5]

    Kwo Ray Chu 2002 Plasma Science, IEEE Transactions on 30 903

    [6]

    Park G S, Choi J J, Park S Y 1995 Physical Review Letters 74 2399

    [7]

    Chu K R, Barnett L R, Chen H Y 1995 Physical Review Letters 74 1103

    [8]

    Chu K R, Chen H Y, Hung C L 1998 Physical Review Letters 81 4760

    [9]

    Wang Q S, McDermott D B, Luhmann N C 1996 IEEE Transactions on Plasma Science 24 700

    [10]

    Chong C K, McDermott D B, Luhmann N C 1998 IEEE Transactions on Plasma Science 26 500

    [11]

    Calame J P, Garven M, Danly B G 2002 IEEE Transactions on Electron Devices 49 1469

    [12]

    Garven M, Calame J P, Danly B G 2002 IEEE Transactions on Plasma Science 30 885

    [13]

    Pershing D E, Nguyen K T, Calame J P 2004 IEEE Transactions on Plasma Science 32 947

    [14]

    Nguyen K T, Calame J P, Pershing D E 2001 IEEE Transactions on Electron Devices 48 108

    [15]

    Denisove G G, Bratman V L, Cross A W 1998 Physical Review Letters 81 5680

    [16]

    Denisov G G, Bratman V L 1998 IEEE Transactions on Plasma Science 26 508

    [17]

    Zhu S Q, Wang E F, Li H F 2006 High Power Laser and Particle Beams 18 110 (in Chinese) [朱世秋, 王峨锋, 李宏福 2006 强激光与粒子束 18 110]

    [18]

    Wang E F, Li H F, Li H 2005 Acta Physica Sinica 54 5339 (in Chinese) [王峨峰, 李宏福, 李浩 2005 物理学报 54 5339]

    [19]

    Huang H J 1963 Microwave Theory (Vol I) (Beijing: Science Press) p299 (in Chinese) [黄宏嘉 1963 微波原理(卷I)(北京:科学出版社) 第299页]

    [20]

    Bratman V L, Cross A W, Denisov G G 2000 Physical Review Letters 84 2746

  • [1] 薛智浩, 刘濮鲲, 杜朝海. W波段螺旋波纹波导回旋行波管注波互作用的非线性分析. 物理学报, 2014, 63(8): 080201. doi: 10.7498/aps.63.080201
    [2] 肖刘, 刘濮鲲, 郝保良, 李国超, 姜勇, 易红霞, 周伟. 螺旋线行波管三维频域非线性注波互作用的计算. 物理学报, 2009, 58(5): 3118-3124. doi: 10.7498/aps.58.3118
    [3] 李建清, 莫元龙. 行波管中慢电磁行波与电子注非线性互作用普遍理论. 物理学报, 2006, 55(8): 4117-4122. doi: 10.7498/aps.55.4117
    [4] 罗积润, 唐彦娜, 樊宇, 彭澍源, 薛谦忠. 分布损耗加载回旋行波管多模稳态注波互作用理论与比较证实. 物理学报, 2018, 67(1): 018402. doi: 10.7498/aps.67.20171831
    [5] 王峨锋, 李宏福, 李 浩, 喻 胜, 牛新建, 刘迎辉. 螺旋波纹波导研究. 物理学报, 2005, 54(11): 5339-5343. doi: 10.7498/aps.54.5339
    [6] 何俊, 魏彦玉, 宫玉彬, 段兆云, 路志刚, 王文祥. 脊加载曲折波导行波管注波互作用的线性理论研究. 物理学报, 2010, 59(9): 6659-6665. doi: 10.7498/aps.59.6659
    [7] 刘濮鲲, 薛谦忠, 杜朝海. 基于损耗介质加载波导的回旋行波管放大器的互作用分析. 物理学报, 2010, 59(7): 4612-4619. doi: 10.7498/aps.59.4612
    [8] 喻 胜, 李宏福, 谢仲怜, 罗 勇. 渐变复合腔回旋管高次谐波注-波互作用非线性模拟. 物理学报, 2000, 49(12): 2455-2459. doi: 10.7498/aps.49.2455
    [9] 彭维峰, 胡玉禄, 杨中海, 李建清, 陆麒如, 李斌. 螺旋线行波管注波互作用时域理论. 物理学报, 2010, 59(12): 8478-8483. doi: 10.7498/aps.59.8478
    [10] 颜卫忠, 胡玉禄, 李建清, 杨中海, 田云先, 李斌. 基于三端口网络模型的折叠波导行波管注波互作用理论研究. 物理学报, 2014, 63(23): 238403. doi: 10.7498/aps.63.238403
    [11] 郭建华, 喻胜, 李宏福, 张天钟, 雷朝军, 李想, 张颜颜. 回旋速调管注波互作用瞬态非线性理论与模型研究. 物理学报, 2011, 60(9): 090301. doi: 10.7498/aps.60.090301
    [12] 罗积润, 孙海燕, 焦重庆. 回旋行波放大器输出端反射对注-波互作用的影响. 物理学报, 2009, 58(2): 925-929. doi: 10.7498/aps.58.925
    [13] 胡玉禄, 胡玉禄, 胡权, 胡权, 朱小芳, 朱小芳, 李斌, 李斌, 邱海舰, 邱海舰, 高鸾凤, 高鸾凤. 螺旋线行波管三维返波互作用理论与数值模拟. 物理学报, 2017, 66(2): 028401. doi: 10.7498/aps.66.028401
    [14] 白春江, 李建清, 胡玉禄, 杨中海, 李斌. 利用等效电路模型计算耦合腔行波管注-波互作用. 物理学报, 2012, 61(17): 178401. doi: 10.7498/aps.61.178401
    [15] 刘漾, 魏彦玉, 沈飞, 许雄, 刘洋, 赖剑强, 黄明智, 唐涛, 宫玉彬. 开敞型角向周期加载金属柱圆波导的注波互作用线性理论研究. 物理学报, 2012, 61(16): 168401. doi: 10.7498/aps.61.168401
    [16] 邱海舰, 胡玉禄, 胡权, 朱小芳, 李斌. 考虑谐波互作用的行波管欧拉非线性理论模型. 物理学报, 2018, 67(8): 088401. doi: 10.7498/aps.67.20180024
    [17] 殷海荣, 徐进, 岳玲娜, 宫玉彬, 魏彦玉. 一种折叠波导行波管大信号互作用理论. 物理学报, 2012, 61(24): 244106. doi: 10.7498/aps.61.244106
    [18] 张长青, 宫玉彬, 魏彦玉, 王文祥. 介质加载折叠波导行波管的线性分析. 物理学报, 2010, 59(9): 6653-6658. doi: 10.7498/aps.59.6653
    [19] 吴坚强, 刘盛纲. 含等离子体柱的介质慢波波导中的注波互作用分析. 物理学报, 1997, 46(10): 1946-1952. doi: 10.7498/aps.46.1946
    [20] 颜胜美, 苏伟, 王亚军, 徐翱, 陈樟, 金大志, 向伟. 0.14THz基模多注折叠波导行波管的理论与模拟研究. 物理学报, 2014, 63(23): 238404. doi: 10.7498/aps.63.238404
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  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2012-01-09
  • 修回日期:  2012-02-29
  • 刊出日期:  2012-09-05

W波段螺旋波纹波导回旋行波管注波互作用的非线性分析

  • 1. 中国科学院电子学研究所, 北京 100190;
  • 2. 中国科学院研究生院, 北京 100049
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 61072024, 60971072)资助的课题.

摘要: 本文从有源麦克斯韦方程组出发, 系统地推导了螺旋波纹波导的色散方程及非线性注波互作用理论, 数值计算结果与已有的实验报道基本相符.在此基础上,设计了W波段螺旋波纹回旋行波管, 工作电压80 kV, 工作电流5 A, 中心频率95 GHz, 3 dB带宽约4.5%, 饱和增益52 dB, 最大输出功率142 kW, 电子效率达20%-35%.最后,本文计算了电流, 电压及输入功率的改变对W波段螺旋波纹波导回旋行波管输出性能的影响.

English Abstract

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