行波管电子枪数值模拟设计的判定 被引量：2

1

作者 赵国庆 岳玲娜 +3 位作者 王文祥 宫玉彬 魏彦玉 黄民智 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第7期1159-1162,共4页

提出了采用数值软件模拟法进行行波管电子枪设计时对电子注质量好坏的判断准则:电子枪应具有更好的阴极表面电子发射密度均匀性、电子注层流性、注腰位置附近电子注径向密度分布均匀性及某百分比电子注包络曲线的光滑性等。利用编写的... 提出了采用数值软件模拟法进行行波管电子枪设计时对电子注质量好坏的判断准则:电子枪应具有更好的阴极表面电子发射密度均匀性、电子注层流性、注腰位置附近电子注径向密度分布均匀性及某百分比电子注包络曲线的光滑性等。利用编写的软件对某行波管电子枪进行数值模拟设计时,不断调整电子枪的结构,应用以上设计准则,通过对电子注质量进行判定和比较,得到了相对更符合设计要求的电子枪结构。 展开更多

关键词 行波管 电子枪 层流性 电子注径向密度分布 判定准则 电流分布包络曲线

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三维电子光学模拟器二阶有限元方法研究

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作者 胡权 黄桃 +2 位作者 杨中海 李斌 李建清 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第7期1726-1730,共5页

该文介绍了二阶有限元方法的基本理论,同时将其应用到3维微波管模拟器套装(Microwave Tube Simulator Suite,MTSS)中的电子光学模拟器(Electron Optics Simulator,EOS)。比较了EOS分别采用一阶和二阶有限元方法的计算结果,得到了二阶具... 该文介绍了二阶有限元方法的基本理论,同时将其应用到3维微波管模拟器套装(Microwave Tube Simulator Suite,MTSS)中的电子光学模拟器(Electron Optics Simulator,EOS)。比较了EOS分别采用一阶和二阶有限元方法的计算结果,得到了二阶具有更好的收敛性以及更快的收敛速度的结果。 展开更多

关键词 电子光学系统 电子枪 有限元 CAD

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Wiggler磁场聚焦带状电子注 被引量：2

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作者 王同波 段兆云 +4 位作者 王战亮 郭先奎 魏彦玉 王文祥 宫玉彬 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第12期2041-2045,共5页

带状电子注在螺线管磁场作用下传输时,易形成Diocotron不稳定性,导致电子注崩溃。采用Wiggler磁场聚焦带状电子注能防止Diocotron不稳定性。研究了Wiggler磁场聚焦带状注的作用机理,得出带状电子注在Wiggler场作用下的包络方程。结合理... 带状电子注在螺线管磁场作用下传输时,易形成Diocotron不稳定性,导致电子注崩溃。采用Wiggler磁场聚焦带状电子注能防止Diocotron不稳定性。研究了Wiggler磁场聚焦带状注的作用机理,得出带状电子注在Wiggler场作用下的包络方程。结合理论分析,使用3维粒子模拟程序对带状电子注的Dioco-tron不稳定性和Wiggler磁场抑制不稳定性分别进行了模拟。研究表明:合适的选择磁场大小和周期能有效抑制Diocotron不稳定性,使得设计带状电子注行波管成为可能。 展开更多

关键词 带状电子注 Wiggler磁场 Diocotron不稳定性 粒子模拟

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椭圆带状电子束聚焦方式

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作者 沈金亮 宫玉彬 +2 位作者 王战亮 魏彦玉 王文祥 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期1296-1300,共5页

分析了椭圆带状电子束空间电荷场分布,采用3维粒子模拟软件观察椭圆带状电子束的传输不稳定性。分别对采用周期凸起磁场结构和偏置周期凸起磁场结构聚焦椭圆电子束进行理论分析,并利用粒子模拟软件对聚焦效果进行仿真。通过对比研究发现... 分析了椭圆带状电子束空间电荷场分布,采用3维粒子模拟软件观察椭圆带状电子束的传输不稳定性。分别对采用周期凸起磁场结构和偏置周期凸起磁场结构聚焦椭圆电子束进行理论分析,并利用粒子模拟软件对聚焦效果进行仿真。通过对比研究发现:偏置型周期凸起磁场结构更适合用于抑制椭圆截面带状电子束的传输不稳定性。 展开更多

关键词 椭圆带状电子束 传输不稳定性 周期凸起磁场结构 行波管

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微波管CAD技术进展 被引量：5

5

作者 李斌 杨中海 +10 位作者 李建清 黄桃 胡权 朱小芳 金晓林 胡玉禄 徐立 梁献普 马俊建 彭维峰 白春江 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期897-903,共7页

传统的经验设计方法很难综合性地进一步提高微波管的功率、带宽、增益、效率及非线性特性等性能,高精度的微波管CAD模拟软件是改进设计,提高性能的主要手段。该文综述了微波管CAD技术的国内外研究进展,介绍了微波管CAD软件的主要分类及... 传统的经验设计方法很难综合性地进一步提高微波管的功率、带宽、增益、效率及非线性特性等性能,高精度的微波管CAD模拟软件是改进设计,提高性能的主要手段。该文综述了微波管CAD技术的国内外研究进展,介绍了微波管CAD软件的主要分类及代表性软件,特别是我国自主研发的"二维宽带大功率行波管CAD集成环境"软件系统及"三维微波管模拟器套装"。展望了微波管CAD技术的发展前景,对我国自主开发微波管CAD软件提出了一些建议。 展开更多

关键词 CAD 微波管 建模 MTSS 模拟 TWTCAD

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衰减器位置对宽带螺旋线行波管功率凹陷的影响 被引量：2

6

作者 王丽 魏彦玉 +3 位作者 殷海荣 段兆云 王文祥 宫玉彬 《微波学报》 CSCD 北大核心 2010年第S1期557-559,共3页

宽带螺旋线行波管的输出功率往往会在某个频率点附近形成所谓的功率凹陷,功率凹陷的存在严重影响了行波管的性能。理论分析表明,行波管衰减器的位置对功率凹陷的改善有一定的影响。本文通过改变衰减器的位置,利用大信号软件模拟仿真,了... 宽带螺旋线行波管的输出功率往往会在某个频率点附近形成所谓的功率凹陷,功率凹陷的存在严重影响了行波管的性能。理论分析表明,行波管衰减器的位置对功率凹陷的改善有一定的影响。本文通过改变衰减器的位置,利用大信号软件模拟仿真,了解衰减器位置变化对螺旋线行波管的影响,提高凹陷点的功率以达到改善行波管输出性能的目的。 展开更多

关键词 功率凹陷 螺旋线行波管 时间谐波 大信号软件 衰减器

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高功率Ka波段三注级联折叠波导行波管输入输出特性研究 被引量：1

7

作者 诸葛天祥 尹俊辉 +1 位作者 徐立 李斌 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第7期813-818,共6页

折叠波导慢波结构具有高功率、宽频带、高增益等优点。作为高频、大功率、宽频带微波源的慢波电路具有巨大的应用潜力。与单注折叠波导行波管相比,多注折叠波导行波管能够进一步提高行波管的增益。一般多注折叠波导行波管各级之间空隙很... 折叠波导慢波结构具有高功率、宽频带、高增益等优点。作为高频、大功率、宽频带微波源的慢波电路具有巨大的应用潜力。与单注折叠波导行波管相比,多注折叠波导行波管能够进一步提高行波管的增益。一般多注折叠波导行波管各级之间空隙很大,增加了行波管重量,如何减轻其重量是当前面临的一大难题。本文从多注折叠波导行波管基本结构出发,考虑各级折叠波导行波管之间的连接方式,设计了一种新的三注级联折叠波导行波管。通过HFSS软件对新结构进行仿真分析,结果表明该结构具有良好的输入输出特性。该设计不仅克服了管子加工长度上的困难,而且降低了三注级联折叠波导行波管对尺寸的要求,使行波管的结构更紧凑,适用于要求重量轻的场合。 展开更多

关键词 级联 折叠波导 多注 连接方式 输入输出

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通电螺线管2维磁场有限元计算 被引量：8

8

作者 彭斓 杨中海 +2 位作者 胡权 黄桃 李斌 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第8期2151-2156,共6页

通过对通电螺线管磁系统理论分析,实现了通电螺线管2维磁场计算。该算法是采用一次、二次插值函数计算螺线管模型磁场的有限元算法,用于求解螺线管内外任意位置处的磁感应强度分布。实现了螺线管及周期结构的计算,并将结果与Ansoft Maxw... 通过对通电螺线管磁系统理论分析,实现了通电螺线管2维磁场计算。该算法是采用一次、二次插值函数计算螺线管模型磁场的有限元算法,用于求解螺线管内外任意位置处的磁感应强度分布。实现了螺线管及周期结构的计算,并将结果与Ansoft Maxwell 2-D的计算结果进行了对比。结果表明:较一次插值函数有限元算法相比,二次插值函数算法在对称轴上轴向磁感应强度的分布更准确,体现了该算法的优越性,具有显著的工程应用价值。 展开更多

关键词 通电螺线管 磁聚焦系统 有限元法 周期结构

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一种用于微波功放的新型预失真结构 被引量：4

9

作者 黄微波 李建清 辜文婷 《现代电子技术》 2008年第15期74-76,共3页

预失真技术是一种能有效的改善宽带信号线性度的方法。在普通的反向并联二极管预失真技术基础上做出了一定改进,提出了一种新的预失真线性化器电路结构。这种预失器结构简单,可以直接与功放级联,不需要延时线,相移器和衰减器等额外器件... 预失真技术是一种能有效的改善宽带信号线性度的方法。在普通的反向并联二极管预失真技术基础上做出了一定改进,提出了一种新的预失真线性化器电路结构。这种预失器结构简单,可以直接与功放级联,不需要延时线,相移器和衰减器等额外器件。通过调节二极管的偏置电压,电阻值和可调增益放大器,同时控制载波信号和IMD的相位和幅度变化。采用这种预失真器能够有效地补偿微波功放的非线性失真,ADS双音测试表明,IMD3和IMD5分别改善了41 dB和2.4 dB。 展开更多

关键词 预失真 线性化器 肖特基二极管 ADS

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平面对数螺旋线慢波结构的电磁仿真 被引量：1

10

作者 綦伟玲 王少萌 +3 位作者 段兆云 宫玉彬 魏彦玉 王文祥 《微波学报》 CSCD 北大核心 2010年第S1期560-563,共4页

采用平面对数螺旋线慢波结构可以有效减慢电磁波的相速,电子注的加速电压可低至百伏量级。利用仿真软件HFSS,对20～40GHz频段的平面对数螺旋线的色散、同步、损耗和传播特性及它们与结构尺寸的关系进行了仿真分析。结果表明,选择适当的... 采用平面对数螺旋线慢波结构可以有效减慢电磁波的相速,电子注的加速电压可低至百伏量级。利用仿真软件HFSS,对20～40GHz频段的平面对数螺旋线的色散、同步、损耗和传播特性及它们与结构尺寸的关系进行了仿真分析。结果表明,选择适当的慢波结构尺寸,得到的色散曲线较平缓;衰减较小,慢波结构中电磁波与电子流的作用效率比较高;具有较好的传播特性。 展开更多

关键词 对数螺旋线 慢波结构 20~40GHz 色散 同步 损耗 传播

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一种二次混频预失真线性化技术

11

作者 黄微波 李建清 辜文婷 《现代电子技术》 2008年第17期159-161,共3页

在射频功率放大器设计时,通常采用预失真技术来改善宽带信号的线性度。在普通的预失真技术基础上,提出了一种二次混频预失真线性化器,其非线性失真信号通过二次混频产生,并给出了该电路的应用方式,从理论上对其特性进行了分析,计算机仿... 在射频功率放大器设计时,通常采用预失真技术来改善宽带信号的线性度。在普通的预失真技术基础上,提出了一种二次混频预失真线性化器,其非线性失真信号通过二次混频产生,并给出了该电路的应用方式,从理论上对其特性进行了分析,计算机仿真结果表明:使用这种预失真技术能有效抑制三阶交调。通过双音测试,IMD3改善了39 dBc。 展开更多

关键词 预失真 线性化 混频 ADS

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回旋行波管收集极的热分析 被引量：13

12

作者 郑志清 罗勇 +1 位作者 蒋伟 唐勇 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期721-726,共6页

为解决回旋管行波管收集极的散热问题,保障回旋行波管工作的可靠性和稳定性,利用CST电子仿真软件模拟出电子在回旋行波管中的运动轨迹,并因此确定了进入收集极的电子注的初始条件。利用ANSYS有限元软件对回旋行波管收集极的散热特性进... 为解决回旋管行波管收集极的散热问题,保障回旋行波管工作的可靠性和稳定性,利用CST电子仿真软件模拟出电子在回旋行波管中的运动轨迹,并因此确定了进入收集极的电子注的初始条件。利用ANSYS有限元软件对回旋行波管收集极的散热特性进行详细的模拟计算,分析比较了不同热流密度加载方式对收集极温度分布的影响。采用非均匀热流加载方式探究了水温和流速对收集极温度的影响,并对收集极的散热翼片的数目和尺寸进行了优化,最终得出了比较理想的结构。模拟结果优于经验值,说明了所用模型和方法的正确性。 展开更多

关键词 回旋行波管 收集极 散热特性 热分析

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螺旋线行波管返波自激振荡的研究 被引量：7

13

作者 段兆云 宫玉彬 +3 位作者 王文祥 唐昌建 魏彦玉 黄民智 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第7期918-922,共5页

　在2维小信号模型的基础上,分析了均匀和周期永久聚焦磁场对抑制返波自激振荡的影响。研究结果表明:改变聚焦磁场的幅值或周期来增加起振长度是可能的,而且不会改变基波的互作用条件。与此同时,对起振长度、初始非同步速度参量随皮尔... 　在2维小信号模型的基础上,分析了均匀和周期永久聚焦磁场对抑制返波自激振荡的影响。研究结果表明:改变聚焦磁场的幅值或周期来增加起振长度是可能的,而且不会改变基波的互作用条件。与此同时,对起振长度、初始非同步速度参量随皮尔斯增益参量、空间电荷参量、损耗参量等的变化,以及在超宽带行波管中当存在两个或多个角向非对称空间谐波时,起振长度、初始非同步速度参量随周期永久聚焦磁场的变化进行了研究。优化设计聚焦磁场、电子注和螺旋线慢波系统的参量可以对螺旋线行波管的稳定性分析提供必要的依据。 展开更多

关键词 螺旋线行波管 返波自激振荡 起振长度 聚焦磁场

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折叠波导行波管切断匹配的设计 被引量：5

14

作者 巩华荣 宫玉彬 +2 位作者 唐涛 徐进 王文祥 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期445-448,共4页

利用电磁模拟软件,计算得到了H面渐变与E面渐变的楔形衰减器匹配效果,指出在相同渐变长度下,E面渐变匹配效果优于H面渐变。H面渐变衰减器反射主要来源于电场集中处,而E面渐变衰减器主要来源于渐变前部尖端处。在此基础上设计出了一种变... 利用电磁模拟软件,计算得到了H面渐变与E面渐变的楔形衰减器匹配效果,指出在相同渐变长度下,E面渐变匹配效果优于H面渐变。H面渐变衰减器反射主要来源于电场集中处,而E面渐变衰减器主要来源于渐变前部尖端处。在此基础上设计出了一种变形的匹配衰减器,即在E面渐变衰减器渐变开始处向前延伸一块薄片。计算结果与测试结果表明:与H面渐变和E面渐变的楔形衰减器相比,所设计衰减器在近截止频率处的匹配效果得到了明显的改善。 展开更多

关键词 行波管 折叠波导 切断 匹配 电压驻波比

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空间行波管收集极的热特性分析 被引量：13

15

作者 李延威 李建清 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期399-402,共4页

利用有限元方法对一Ku波段空间行波管收集极的热特性进行了模拟计算,得到了收集极的温度分布图。分析比较了接触热阻和热辐射对热特性的影响,结果表明接触热阻明显地阻碍了热量的散失,使收集极整体温度有一定上升,而热辐射在使收集极各... 利用有限元方法对一Ku波段空间行波管收集极的热特性进行了模拟计算,得到了收集极的温度分布图。分析比较了接触热阻和热辐射对热特性的影响,结果表明接触热阻明显地阻碍了热量的散失,使收集极整体温度有一定上升,而热辐射在使收集极各部分温度降低的同时,使温度分布更均匀。运用间接法进行了热-应力耦合分析,得到了收集极的位移场分布等值线图,进而确定该收集极采用的结构在热形变方面满足散热要求;并对在轴向加矩形翅片和在径向加圆形翅片两种散热方案进行了分析,得到了各自的优缺点,为散热方案的选择提供了依据,从而可以更好地提高散热效率。 展开更多

关键词 空间行波管 收集极 有限元方法 接触热阻 热辐射

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毫米波折叠波导行波管输入输出过渡波导设计 被引量：4

16

作者 唐涛 巩华荣 +1 位作者 宫玉彬 王文祥 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期1103-1106,共4页

折叠波导以其宽频带、加工方便而成为一类重要的毫米波与太赫兹波段行波管慢波线。针对折叠波导慢波系统与标准波导的匹配过渡连接,通过等效电路分析与电磁计算软件模拟,设计出了直渐变波导、双曲圆弧渐变波导、切比雪夫阶梯渐变波导3... 折叠波导以其宽频带、加工方便而成为一类重要的毫米波与太赫兹波段行波管慢波线。针对折叠波导慢波系统与标准波导的匹配过渡连接,通过等效电路分析与电磁计算软件模拟,设计出了直渐变波导、双曲圆弧渐变波导、切比雪夫阶梯渐变波导3种输入输出过渡波导结构,分析了各种过渡波导的优缺点及结构尺寸对性能的影响。计算表明,经过合理优化的设计,3种过渡结构均可以使反射系数在28-40 GHz波段小于0.05。 展开更多

关键词 行波管 过渡波导 折叠波导 慢波结构

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波导带状线同轴线型定向耦合器特性 被引量：3

17

作者 石德万 王文祥 +1 位作者 魏彦玉 黄民智 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期119-122,共4页

给出了波导带状线同轴线型定向耦合器技术参量的计算表达式,利用Matlab软件定量地研究了耦合器结构尺寸和输入波频率对耦合器的技术参量的影响。数值结果表明:方向角对耦合度及方向性的影响最大;耦合小孔深度对理想方向角影响最大;输入... 给出了波导带状线同轴线型定向耦合器技术参量的计算表达式,利用Matlab软件定量地研究了耦合器结构尺寸和输入波频率对耦合器的技术参量的影响。数值结果表明:方向角对耦合度及方向性的影响最大;耦合小孔深度对理想方向角影响最大;输入频率在低频端(小于2.0GHz)对理想方向角的影响很大,而在中高频端的影响较小。在波导带状线同轴线型定向耦合器的设计中,除了可以改变小孔大小及旋转方向来满足耦合度和方向性外,还可以通过改变带状线尺寸以及耦合器位置来调节耦合度和方向性。 展开更多

关键词 定向耦合器 小孔耦合 波导 带状线

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相对论返波管中的脉冲缩短现象 被引量：3

18

作者 宫玉彬 张章 +2 位作者 魏彦玉 王文祥 黄民智 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第12期1567-1570,共4页

　脉冲缩短现象是高功率微波器件中普遍存在的物理现象,它将导致输出微波的能量低于预期值。用粒子模拟的方法研究了相对论返波管在填充氦气以及存在中性背景气体时的脉冲缩短现象。从计算结果可以看出,器件内残留的中性背景气体是产生... 　脉冲缩短现象是高功率微波器件中普遍存在的物理现象,它将导致输出微波的能量低于预期值。用粒子模拟的方法研究了相对论返波管在填充氦气以及存在中性背景气体时的脉冲缩短现象。从计算结果可以看出,器件内残留的中性背景气体是产生脉冲缩短的原因之一,但并不是最重要的因素;对于充气的相对论返波管,为了展宽脉宽,充气气压必须控制在一个适当的水平。器件内部强电场的射频击穿和慢波系统表面的爆炸发射可能是引起脉冲缩短的更为重要的因素。 展开更多

关键词 脉冲缩短 高功率微波 粒子模拟

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新型慢波系统毫米波行波管研究 被引量：2

19

作者 宫玉彬 魏彦玉 +14 位作者 黄民智 赵国庆 巩华荣 殷海荣 唐涛 徐进 许雄 何俊 张长青 廖明亮 郭彍 岳玲娜 路志刚 段兆云 王文祥 《微波学报》 CSCD 北大核心 2010年第S1期404-408,共5页

研究了三种新型的曲折波导慢波系统,分别是曲折双脊波导、脊加载曲折波导和矩形槽加载曲折波导。给出了其高频特性的理论和仿真结果。然后介绍了基于常规曲折波导和脊加载曲折波导慢波系统的Ka波段行波管的实验结果。

关键词 慢波结构 毫米波 行波管 曲折波导

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螺旋线行波管中场的数值分析

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作者 胡玉禄 杨中海 +4 位作者 李斌 李建清 黄桃 金晓林 梁献普 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第7期1721-1725,共5页

该文对螺旋线行波管中的场进行了数值分析。研究表明数值求解时主从边界条件的位置决定场传播的方向,螺旋线旋转方向决定场的旋转变化方向。螺旋线外各类夹持杆和翼片对螺旋线内部场分布影响很小,场基本随贝塞尔函数分布,但耦合阻抗变... 该文对螺旋线行波管中的场进行了数值分析。研究表明数值求解时主从边界条件的位置决定场传播的方向,螺旋线旋转方向决定场的旋转变化方向。螺旋线外各类夹持杆和翼片对螺旋线内部场分布影响很小,场基本随贝塞尔函数分布,但耦合阻抗变化较大,这主要是由于场受螺旋线外结构影响而影响功率分配。同时,对场的各次空间谐波的研究,特别是零次和负一次空间谐波,有利于准确地求解各次空间谐波的耦合阻抗,对提高螺旋线行波管放大器和返波振荡的大信号注波互作用计算的准确性有重要的意义。 展开更多

关键词 螺旋线行波管 场分布 螺带模型 耦合阻抗 注波互作用

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