C波段低磁场高效率相对论返波管研究

　　《C波段低磁场高效率相对论返波管研究》一书研究的主要内容之一在于低磁场束流的规律认识和有效调控。一方面从束流振荡相位出发，通过理论分析揭示了强微波场中束流相位影响包络扩散状态的机理，通过控制进入谐振反射器中的束流相位，降低了RBWO中的束流能散，将转换效率提升了8个百分点；另一方面从束流振幅出发，通过三维非线性理论研究给出了束流振幅影响RBWO效率的物理内涵，提出了一种带阳极腔的管头结构，通过局部增强的径向电场有效降低了束流振幅，促进了束流群聚，将转换效率提升了4个百分点。《C波段低磁场高效率相对论返波管研究》研究的另一个内容在于对射频场局部和整体的调控。一方面通过引入提供部分微波反射的波导腔结构显著增强了提取腔中的局部谐振场，增强了产生的集中渡越辐射，将转换效率提升了5个百分点；另一方面通过非均匀慢波结构以及内反射器的设计，对器件内的射频功率分布进行了调控，在功率容量允许的范围内使得能量提取更加集中，充分发挥了速调型RBWO能量集中提取的优势。

　　王荟达1995年出生于陕西省，2016年毕业于清华大学电子工程系获工学学士学位，2021年毕业于清华大学工程物理系获工学博士学位，主要从事高功率微波产生技术研究。

第1章绪论

1.1HPM源现状与发展趋势

1.2低磁场HPM源研究现状

1.2.1低磁场切伦科夫器件

1.2.2低磁场渡越器件

1.2.3无磁场器件

1.2.4小结

1.3本书的技术路线

1.3.1无箔二极管

1.3.2低磁场束流控制

1.3.3速调型RBWO

1.4本书的主要内容


第2章低磁场RBWO束流控制研究

2.1低磁场漂移管束流振荡包络

2.1.1漂移管束流包络传输理论

2.1.2束流包络模拟研究

2.1.3束流包络实验研究

2.2低磁场RBWO束流相位控制研究

2.2.1束流包络在微波场中的振荡特性

2.2.2束流包络相位对RBWO的影响

2.2.3束流包络相位控制实验研究

2.3低磁场RBWO束流振幅控制研究

2.3.1加速区束流包络传输特性

2.3.2RBWO三维非线性理论

2.3.3理论计算结果与分析

2.3.4束流振荡包络的抑制

2.3.5群聚增强型RBWO

2.4小结


第3章低磁场高效率RBWO设计与模拟研究

3.1器件物理模型

3.1.1器件设计思想

3.1.2二极管参数选择

3.1.3谐振反射器

3.1.4慢波结构色散特性

3.1.5提取腔结构

3.2增强能量提取

3.2.1谐振增强设计

3.2.2反馈增强型RBWO

3.3射频功率控制

3.3.1非均匀慢波结构

3.3.2内反射器

3.4器件PIC模拟

3.4.1整管粒子模拟结果

3.4.2电参数的影响

3.4.3不同结构的影响

3.5小结


第4章低磁场高效率RBWO实验研究

4.1实验系统介绍

4.1.1TPG2000脉冲驱动源

4.1.2脉冲磁体系统

4.1.3低磁场高效率RBWO组件

4.1.4微波传输与辐射系统

4.2实验测量系统

4.2.1二极管参数测量

4.2.2微波参数测量

4.3典型实验结果

4.3.1二极管工作参数

4.3.2微波频率

4.3.3微波功率

4.4工作参数的影响

4.4.1工作磁场

4.4.2工作电压

4.4.3结构参数的影响

4.5二极管绝缘性研究

4.65 GW源永磁包装方案

4.6.1RBWO永磁包装质量分析

4.6.2C波段5 GW源永磁体方案设计

4.7小结


第5章总结与展望

5.1主要工作与结论

5.2主要创新点

5.3存在问题与工作展望


参考文献