高功率毫米波回旋行波放大器稳定性的研究

回旋行波放大器以其高功率、宽频带等优点成为具有发展潜力的毫米波高功率相干辐射源，在雷达成像、反隐身目标探测等方面具有重要的应用前景。本项目对高功率宽频带回旋行波放大器的理论和关键技术进行研究，开展稳态与瞬态电子注-波互作用的非线性理论研究与粒子模拟，提出一种由损耗波导和开槽波导构成的新型复合结构，分析模式间的竞争和各种自发性振荡的物理原因及起振条件，研究回旋行波放大器多模注波互作用非线性现象及过程，突破影响放大器稳定性的技术瓶颈，探索提高放大器稳定性、效率、带宽的新机理、新方法和新技术，为我国高功率宽频带回旋行波放大器的研制奠定理论和技术基础，推动我国高功率毫米波技术在军事及民用领域的应用。

回旋行波放大器以其高功率、宽频带等优点成为具有发展潜力的毫米波高功率相干辐射源，在雷达成像、反隐身目标探测等方面具有重要的应用前景。回旋行波管放大器的稳定性一直以来困扰回旋行波放大器的快速发展。.本项目对高功率宽频带回旋行波放大器的理论和关键技术进行研究，开发出具有自主知识产权的毫米波回旋行波放大器非线性模拟软件；开展稳态与瞬态电子注-波互作用的非线性理论与粒子模拟，采用三维模拟软件从时域方面进行了多模互作用仿真，提出了三种抑制振荡，提高回旋行波管放大器稳定性的互作用电路：新型的开槽波导结构、周期性陶瓷加载结构、螺旋波纹波导结构，对这三种互作用电路开展了稳定性研究，进行了制图加工和关键工艺的实现，并完成了冷、热测工作。最后对高效率、低反射、高模式纯度输入、输出耦合系统以及高功率毫米波回旋行波放大器中的模式转换问题进行了研究。该研究成果，使得宽频带回旋行波管放大器关键和核心的瓶颈技术得以突破,为我国高功率宽频带回旋行波放大器的研制奠定理论和技术基础，推动我国高功率毫米波技术在军事及民用领域的应用。