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注-波互作用中的功率流隐含信息分析

2072244 2008-12-18 | rar | 333 | 次下载 | 2积分

资料介绍

该文从功率流观察指令入手，对粒子PIC模拟软件中表征输出功率的曲线图的物理问题进行了理论分析。推导了功率流密度—— 坡印亭矢量S 的复数表达式，分析了PIC模拟软件中功率流密度与真实功率之间的关系，解释了在PIC模拟过程中，在不同抽向位置观察到的功率流曲线图不同的现象。并以8 mm二次谐波回旋速调管的非线性互作用模拟为例，对其输出功率和模拟结果进行了深入分析，提出了PIC模拟中功率流曲线图的内涵及输出功率的正确读取方法。
关键词模式; 输出功率; 功率流; 坡印亭矢量; 行波

高功率微波器件在粒子加速、精确制导和目标探测等方面有着巨大的应用前景，我国在这方面的研究起步较晚，但在国内学者的不懈努力下，近十几年我国的高功率微波技术发展相当迅速，有些方面已处于世界先进水平[1-3]。由于电真空器件制管工艺复杂、费用昂贵，精度要求高、而且描述注-波互作用的大信号理论还不够完善或不能准确、迅速地求解。而随着计算技术的快速发展，惯用的研究手段是在大信号理论的基础上，采取相应算法将这些理论编译成计算机代码，利用计算机进行近似求解。国内外的学者都在花费大量的时间和精力来开发用于冷腔设计和热腔计算的优化模拟的程序。实践证明，采取先软件仿真，后按照相关参数制造真空微波管是最有效的科研途径[4-5]。在仿真8 mm二次谐波回旋速调管注-波互作用这一非线性过程中，在行波段的不同截面观察输出功率时却得到了不同的功率流输出曲线，针对这一事实，本文结合功率观察命令得到的模拟数值对功率的提取方法做研究和探讨。
1 注-波互作用理论
如果采用自洽理论来描述高功率微波器件中电子-波互作用的非线性过程，可分两个方面考虑，一是电子运动激发起高频场，用下面方程描述：