导读:本文包含了回旋自谐振脉塞论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:回旋自谐振脉塞,多模,相对论电子束,非线性互作用
回旋自谐振脉塞论文文献综述
柴斌,张世昌[1]（2012）在《THz回旋自谐振脉塞多模束波互作用非线性模拟》一文中研究指出为了有效分析模式竞争,建立了回旋自谐振脉塞(CARM)多模束波互作用自洽非线性理论模型,并具体模拟研究了工作模式为TM51、频率为0.35THz的高阶横磁模CARM中大轨道相对论电子束与多电磁模式的互作用过程。模拟结果表明:与回旋管不同,THz频段CARM可以有效工作于高阶TM模式,且具有较高的输出功率和增益;通过对工作参数的优化,可使工作模式的功率增长具有绝对优势,而竞争模式得到有效抑制;高阶TM模式THz频段CARM的性能对工作参数的变化十分敏感,在参数设计过程中必须对其进行多模束波互作用模拟分析。(本文来源于《强激光与粒子束》期刊2012年02期）
柴斌[2]（2011）在《回旋自谐振脉塞多模非线性理论研究》一文中研究指出回旋自谐振脉塞(Cycoltron Autoresonance Maser,缩写CARM)是一类基于电子回旋谐振辐射的高功率电磁波源。自CARM的概念被提出以来,由于其独特的工作特性(如所需工作磁场低,RF结构的横向尺寸大,可采用弱相对论电子束等)而引起人们的广泛关注。尽管过去各国学者对CARM已经进行过大量的理论研究,但大部分工作只针对于CARM中的单模束波互作用,而对多模束波互作用的研究则少有涉及。然而,当CARM的工作频率延伸至太赫兹(THz)或亚THz频段时,通常需要采用高阶的电磁波模式来增加器件的几何尺寸,以解决器件的机械加工和散热问题。这必然导致波导腔体中电磁波模式的过模问题,从而诱发器件工作时出现模式竞争,所以,对工作于THz或亚THz频段的CARM器件来讲,对其进行多模束波互作用的理论研究显得很有必要。为此,针对目前CARM多模理论研究的相对匮乏的现状,本文以CARM放大器为研究对象,通过对已有单模非线性理论的总结和分析,建立了比较完善的CARM多模非线性理论,并利用多模理论详细研究了工作于THz频段的CARM器件中各电磁模式与相对论电子束的互作用过程。全文主要工作包括：第一章：绪论。简单介绍了回旋自谐振脉塞的工作原理以及国内外对于回旋自谐振脉塞的研究现状；第二章：推导了同轴波导CARM中TE模式和TM模式电磁波的束波耦合方程以及圆柱波导中TE模式和TM模式电磁波的束波耦合方程,同时给出了考虑波导壁欧姆损耗后的束波耦合方程以及相对论电子在多电磁波模式共同作用下的电子运动方程,从而得到了完整描述CARM多模束波互作用的自洽非线性方程组；第叁章：介绍了CARM多模束波互作用非线性模拟软件的设计方法,对软件设计中涉及到的关键问题进行了详细的阐述,如物理量的归一化、初值的选取以及方程组数值求解过程中的精度监测等,最后,给出了整个模拟软件设计的流程图,并利用FORTRAN语言编制了数值模拟软件。利用本模拟软件不仅可以对CARM中的整个多模束波互作用过程进行数值模拟,同时还可以对CARM的工作参数进行优化设计；第四章：从实验(利用国际上已公布的实验数据)和理论两方面对本论文所编制的多模束波互作用非线性模拟软件进行了可靠性验证,为下一步太赫兹CARM器件多模非线性模拟结果的正确性提供了保障；第五章：利用本文CARM多模非线性理论模型对采用高阶横电(TE)工作模式的太赫兹CARM进行了多模束波互作用非线性数值模拟。通过进一步分析主要工作参数对多模束波互作用过程的影响发现,高阶TE模式太赫兹CARM器件的性能对工作参数具有很强的依赖性,因此在参数设计过程中有必要对其进行多模束波互作用模拟分析；第六章：利用本文CARM多模非线性理论模型对采用高阶横磁(TM)工作模式的太赫兹CARM进行了多模束波互作用非线性数值模拟,证实了太赫兹CARM采用高阶TM模式的可行性和有效性,并通过进一步分析主要工作参数对多模束波互作用过程的影响发现,高阶TM模式太赫兹CARM器件的性能对工作参数具有很强的依赖性,因此在参数设计过程中有必要对其进行多模束波互作用模拟分析；本文所建立的CARM多模非线性理论以及所编制的模拟软件,可以对CARM中多电磁模式与相对论电子束的互作用过程进行数值模拟,通过进一步分析工作参数对多模束波互作用过程的影响,可以发现潜在的模式竞争,能够对高工作频率(如太赫兹或亚太赫兹频段)、高阶工作模式CARM器件的参数设计和优化提供一定的帮助。(本文来源于《西南交通大学》期刊2011-03-01）
杨娜[3]（2009）在《圆柱波导TM模式回旋自动谐振脉塞（CARM）的线性特性》一文中研究指出回旋自动谐振脉塞(cyclotron autoresonance maser,CARM)作为强功率、高效率毫米亚毫米波源,结合了传统回旋管和自由电子激光的优点,在加速器、等离子体加热、雷达、通信以及电子对抗等领域有着广泛的应用前景,因此受到了国际上的高度重视。特别是在最近20年来,不管是在理论研究还是在实验上都取得了很大的成绩。其中研究得最多的是圆柱波导CARM振荡器,并在实验中取得了可观的成绩.关于CARM放大器,人们在理论上作过很多研究,但从实验方面而言,目前只有美国麻省理工学院有相关的报导。以前,已有不少论文对TE模式的回旋器件像回旋管,回旋Peniotron管,回旋自谐振脉塞进行过有成就的研究,但是对TM模式情况的关注却很少。在回旋器件中,当电磁波的纵向电场与相对论性电子束相互作用时,在纵向方向上将会对电子的运动产生重要的影响。在回旋自谐振脉塞的机理中,电子的纵向动能抽成横向动能,然后,通过束一波互作用将能量传给电磁波,使电磁波得到放大。因此,原则上回旋自谐振脉塞采用TM模式不仅是可行的,而且可能具有优越性。本硕士论文研究圆柱波导TM模式CARM放大器的色散特性,增长率以及不同的参数对输出功率和增益的影响。通过对各个参数不断的优化,试图探讨出可以提高该类器件的输出功率,以改善器件的性能。结果显示,圆柱波导TM模式CARM放大器具有很高的输出功率和增益,达到了我们预期的目标。本论文在第一章绪论中简要介绍高功率微波应用、发展现状,和本论文的意义及主要内容。第二章阐述电子回旋脉塞机理和CARM的工作原理,在此基础上论述圆柱波导TM模式CARM放大器的工作机理及可实现性。第叁章从电子回旋脉塞的回旋动力学理论入手,分析了电子与波互作用机理,分别根据圆柱波导CARM的回旋动力学理论和用基于麦克斯韦—伏拉索夫方程和拉普拉斯变换的线性理论,推导出电磁波的色散方程。然后利用FORTRAN语言分别编制出求解圆柱波导CARM放大器的色散方程的相关程序。第四章通过对已有的圆柱波导CARM放大器实验数据进行数值模拟,验证了所编制程序的可靠性。第五章分析了不同的参数对该器件的输出功率和增益的影响。第六章通过数值的计算分析和对参数不断优化,最后得出当电磁波选取工作模式TM_(1,1),工作频率为35 GHz时,束—波互作用的长度是40cm,所设计的圆柱波导TM模式CARM放大器最大增益能达到87.94dB,从理论和数值模拟上为圆柱波导CARM放大器的理论研究和实验研究提供参考。最后,第七章对全文进行总结,提出对今后工作的建议。本论文主要创新点是:用线性理论论证了回旋自谐振脉塞放大器采用TM模式的可行性;用基于麦克斯韦——伏拉索夫方程和拉普拉斯变换,推导出圆柱波导CARM放大器电磁波的色散方程;通过线性理论,分析了不同的参数对该器件的输出功率和增益的影响,通过对各个参数的不断优化为理论研究和实验研究提供参考。(本文来源于《西南交通大学》期刊2009-04-01）
邱春蓉,张世昌,柴斌,张亚东[4]（2008）在《外开槽同轴波导大轨道回旋自谐振脉塞放大器》一文中研究指出运用大轨道电子束,对外开槽同轴波导回旋自谐振放大器进行了线性动力学理论分析和非线性自洽模型模拟。由线性动力学理论分析和非线性模拟得到的结果在线性增长部分吻合得很好。为了有效抑制绝对不稳定性,对电子束流的选择进行了讨论。计算结果表明:对于电压为700 kV,电流为100 A,电子束纵横向速度比为0.8的大轨道电子束,TE51外开槽同轴波导回旋自谐振脉塞放大器的峰值功率和峰值效率分别可以达到6.27 MW和8.96%。(本文来源于《强激光与粒子束》期刊2008年03期）
张亚东,张世昌,邱春蓉[5]（2007）在《使用横向螺旋摇摆磁场提高同轴回旋自谐振脉塞(CARM)放大器的效率》一文中研究指出采用横向螺旋摇摆磁场,通过非线性模拟程序计算同轴回旋自谐振脉塞放大器的输出功率和束波耦合效率,结果显示采用横向螺旋摇摆磁场能将饱和电子效率从恒定导引磁场情况下的7%提高到13.5%左右,使饱和输出功率相比纵向恒定导引磁场下的输出功率提高将近220kW。(本文来源于《科学技术与工程》期刊2007年22期）
张亚东,邱春蓉,张世昌[6]（2007）在《使用横向螺旋摇摆磁场提高同轴回旋自谐振脉塞(CARM)放大器的效率》一文中研究指出本文采用横向螺旋摇摆磁场,通过非线性模拟程序计算同轴回旋自谐振脉塞放大器的输出功率和束波耦合效率,结果显示采用横向螺旋摇摆磁场能将饱和电子效率从恒定导引磁场情况下的7%提高到13.5%左右,使饱和输出功率相比纵向恒定导引磁场下的输出功率提高将近220kW。(本文来源于《2007年全国微波毫米波会议论文集（上册）》期刊2007-10-01）
胡莉[7]（2006）在《同轴回旋自谐振脉塞放大器的线性分析》一文中研究指出从同轴回旋自谐振脉塞(CARM)放大器的回旋动力学理论入手,详细分析了各参量对同轴CARM放大器的线性增益的影响。通过数值模拟,发现该器件的线性增益对及对同轴波导的外半径、电子导引中心半径以及加速电压的变化非常敏感,而随波导内半径的变化不敏感。经优化,当外半径为3.805 cm,导引中心半径为1.309 cm,内半径为1.039 cm,加速电压为54.9 kV时,器件的线性增益最高为294.96 dB/m。(本文来源于《强激光与粒子束》期刊2006年07期）
邱春蓉[8]（2005）在《同轴波导回旋自谐振脉塞放大器的线性与非线性研究》一文中研究指出回旋自谐振脉塞放大器(Cyclotron Autoresonance Maser Amplifier，简称CARM amplifier)，作为一种高功率、高增益的毫米波亚毫米波波源，在等离子体加热、通讯、空间探测等方面有着巨大的应用前景。 器件在产生高功率微波的过程中，短波长的电磁波会在器壁上产生大量欧姆热，影响器件的稳定运行，严重时可能导致器件不能正常工作。因此，器件的散热性能成为高功率微波源的关键技术之一。解决这一问题的一种有效办法是采用大尺寸的腔体。因为大尺寸的腔体可以有效地增大散热面积，便于热量散发，同时，大尺寸腔体也便于加工。然而，在大尺寸的腔体中工作模式多为高阶模，模式谱变得密集，容易造成模式之间的竞争，使器件工作不稳定。在回旋管振荡器中已证实，采用同轴腔能有效地稀化模式谱，而且还发现，开槽型同轴结构有利于减弱模式竞争、增强束波互作用。结合同轴腔、开槽型波导结构的特点以及CARM放大器高功率、高增益的优点，张世昌教授针对目前的研究现状，近期在提出光滑同轴腔CARM放大器的基础上，又提出另一种新型器件——开槽型同轴波导CARM放大器的设想。此类器件可望在确保高功率、高增益的前提下，有效地稀化模式谱，抑制模式竞争，使模式稳定工作。 根据波导截面的形状，同轴波导大致可以分为光滑同轴波导、内开槽同轴波导、外开槽同轴波导和内外开槽同轴波导四大类。在本论文中就这四种波导结构类型的CARM放大器，展开全面、系统地线性和非线性理论研究。 首先，本论文在第一章阐述电子回旋脉塞机理以及CARM放大器的工作机理和可实现性，并介绍了现在国内外的研究状况和本论文的意义、内容和创新点； 第二章阐述光滑同轴波导CARM放大器的线性理论和非线性理论，用数值模拟方法分析和优化器件的性能，以及电子束轴向速度离散、电子束偏心和采用坡度磁场对器件输出功率的影响； 在第叁章中，考虑开槽波导结构对波导中场分布的影响，利用阻抗匹配方(本文来源于《西南交通大学》期刊2005-12-01）
胡莉[9]（2004）在《同轴腔回旋自谐振脉塞（CARM）的线性研究》一文中研究指出电子回旋脉塞器件——回旋自谐振脉塞(CARM)作为强功率、高效率毫米亚毫米波源，结合了传统回旋管和自由电子激光的优点，在线性加速器、等离子体加热、雷达、通信以及电子对抗等领域有着广泛的应用前景，因此受到了国际上的高度重视。特别是在最近20年来，不管是在理论研究还是在实验上都取得了很大的成绩。其中研究得最多的是以圆柱腔为波导的CARM振荡器，并在实验中取得了可观的成绩。而关于CARM放大器，人们在理论上作过很多研究，但从实验方面而言，目前只有美国麻省理工学院有相关的报导。 随着对器件输出功率的要求越来越高，器件的散热性能成了一个倍受关注的问题。针对目前的研究现状，张世昌教授提出一种新型器件——同轴腔CARM放大器的设想。采用同轴腔波导一来可以有效地增大腔体的散热面积，改善器件的散热性能；二来可以有效的抑制模式之间的竞争，同时还结合了CARM放大器自身输出功率大、效率高等优势。本文首先在电子回旋脉塞机理和CARM的工作原理基础上阐述了同轴腔CARM放大器的工作机理及可实现性；第叁章从电子回旋脉塞的回旋动力学理论入手，分析了电子与波互作用机理，根据圆柱腔CARM放大器的回旋动力学理论，推导出同轴腔CARM放大器中电磁波的色散方程；然后利用FORTRAN语言分别编制出求解圆柱腔和同轴腔波导中波的色散方程的相关程序；论文的第四章通过对已有的圆柱腔CARM放大器以及回旋行波管实验进行数值模拟，验证了所编制程序的可靠性；在论文第五章，参考德国卡尔斯鲁厄技术物理研究中心(FZK)的实验条件，根据已有的回旋动力学理论，通过数值模拟和对参数不断优化，最后得出当电磁波选取工作模式TE_(31，17)，工作频率为165GHz时，所设计的同轴腔CARM放大器最大增益能达到295.19dB／m。从理论和数值模拟上为同轴腔CARM放大器的理论研究和实验研究提供参考。(本文来源于《西南交通大学》期刊2004-02-01）
肖飞[10]（2002）在《电子回旋谐振脉塞的PIC模拟》一文中研究指出回旋管(Gyrotron)在毫米波雷达，通信，电子战，高功率微波武器研究，受控热核聚变，高能物理及工业方面的诱人前景，推动了回旋管的发展，使回旋管的研究开发在国际上受到了高度重视。从70年代中后期至现在一直得到蓬勃发展。美国，俄罗斯，德国，法国，瑞士，英国及日本等国投入了大量的人力物力进行研究。中国自70年代末开始也一直在进行跟踪研究。目前，国际上回旋管研究得到了很大的发展，已形成一个回旋管系列。近年来，对TE_(mn)模式的电子回旋谐振受激发射(ECRM)不论在理论，实验还是计算机模拟都已作了较多的分析，并取得了相当的进展。与传统回旋管相比，ECRM由于其波频率有一大的相对论多普勒上移，因而在相同的工作频率下，可以数倍地降低所需磁场强度。与自由电子激光相比，在相同的工作电压下，ECRM的工作频率可以更高。由于ECRM兼有回旋管的效率高和自由电子激光频率，增益高的双重优点，在100—500GHz的频率范围内，可以达到百兆瓦级的输出功率及超过20％的效率。 粒子模拟方法(PIC)是计算物理领域中的一种重要方法，它对于研究线性和非线性物理过程的物理机制具有特别明显的优越性。尤其在研究一些暂态过程时提供了一种强有力的工具。在微波电子管(特别是回旋管和虚阴极微波发生器)中电子与波相互作用的研究中得到了很好的应用。本文发展了针对轴对称系统TE_(mn)和TM_(mn)模式的粒子模拟程序。可以计算无电子注时谐振时腔体中的场分布，谐振频率以及Q值等数据。并分别以工作模式为TE_(22)，24.14G-Hz的回旋管，工作模式为TM_(31)工作频率为31.5-GHz的回旋管及工作模式为TE_(62)，工作频率为39.994GHz的放大管为例，对理论上提出的关于轴对称系统的TE_(mn)和TM_(mn)模式电子回旋脉塞(ECRM)进行计算机模拟，得到了场分布，速度群聚图等相关数据，并观察到粒子速度反转的新现象，证实理论上的结论。(本文来源于《电子科技大学》期刊2002-05-01）
回旋自谐振脉塞论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
回旋自谐振脉塞(Cycoltron Autoresonance Maser,缩写CARM)是一类基于电子回旋谐振辐射的高功率电磁波源。自CARM的概念被提出以来,由于其独特的工作特性(如所需工作磁场低,RF结构的横向尺寸大,可采用弱相对论电子束等)而引起人们的广泛关注。尽管过去各国学者对CARM已经进行过大量的理论研究,但大部分工作只针对于CARM中的单模束波互作用,而对多模束波互作用的研究则少有涉及。然而,当CARM的工作频率延伸至太赫兹(THz)或亚THz频段时,通常需要采用高阶的电磁波模式来增加器件的几何尺寸,以解决器件的机械加工和散热问题。这必然导致波导腔体中电磁波模式的过模问题,从而诱发器件工作时出现模式竞争,所以,对工作于THz或亚THz频段的CARM器件来讲,对其进行多模束波互作用的理论研究显得很有必要。为此,针对目前CARM多模理论研究的相对匮乏的现状,本文以CARM放大器为研究对象,通过对已有单模非线性理论的总结和分析,建立了比较完善的CARM多模非线性理论,并利用多模理论详细研究了工作于THz频段的CARM器件中各电磁模式与相对论电子束的互作用过程。全文主要工作包括：第一章：绪论。简单介绍了回旋自谐振脉塞的工作原理以及国内外对于回旋自谐振脉塞的研究现状；第二章：推导了同轴波导CARM中TE模式和TM模式电磁波的束波耦合方程以及圆柱波导中TE模式和TM模式电磁波的束波耦合方程,同时给出了考虑波导壁欧姆损耗后的束波耦合方程以及相对论电子在多电磁波模式共同作用下的电子运动方程,从而得到了完整描述CARM多模束波互作用的自洽非线性方程组；第叁章：介绍了CARM多模束波互作用非线性模拟软件的设计方法,对软件设计中涉及到的关键问题进行了详细的阐述,如物理量的归一化、初值的选取以及方程组数值求解过程中的精度监测等,最后,给出了整个模拟软件设计的流程图,并利用FORTRAN语言编制了数值模拟软件。利用本模拟软件不仅可以对CARM中的整个多模束波互作用过程进行数值模拟,同时还可以对CARM的工作参数进行优化设计；第四章：从实验(利用国际上已公布的实验数据)和理论两方面对本论文所编制的多模束波互作用非线性模拟软件进行了可靠性验证,为下一步太赫兹CARM器件多模非线性模拟结果的正确性提供了保障；第五章：利用本文CARM多模非线性理论模型对采用高阶横电(TE)工作模式的太赫兹CARM进行了多模束波互作用非线性数值模拟。通过进一步分析主要工作参数对多模束波互作用过程的影响发现,高阶TE模式太赫兹CARM器件的性能对工作参数具有很强的依赖性,因此在参数设计过程中有必要对其进行多模束波互作用模拟分析；第六章：利用本文CARM多模非线性理论模型对采用高阶横磁(TM)工作模式的太赫兹CARM进行了多模束波互作用非线性数值模拟,证实了太赫兹CARM采用高阶TM模式的可行性和有效性,并通过进一步分析主要工作参数对多模束波互作用过程的影响发现,高阶TM模式太赫兹CARM器件的性能对工作参数具有很强的依赖性,因此在参数设计过程中有必要对其进行多模束波互作用模拟分析；本文所建立的CARM多模非线性理论以及所编制的模拟软件,可以对CARM中多电磁模式与相对论电子束的互作用过程进行数值模拟,通过进一步分析工作参数对多模束波互作用过程的影响,可以发现潜在的模式竞争,能够对高工作频率(如太赫兹或亚太赫兹频段)、高阶工作模式CARM器件的参数设计和优化提供一定的帮助。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
回旋自谐振脉塞论文参考文献
[1].柴斌,张世昌.THz回旋自谐振脉塞多模束波互作用非线性模拟[J].强激光与粒子束.2012
[2].柴斌.回旋自谐振脉塞多模非线性理论研究[D].西南交通大学.2011
[3].杨娜.圆柱波导TM模式回旋自动谐振脉塞（CARM）的线性特性[D].西南交通大学.2009
[4].邱春蓉,张世昌,柴斌,张亚东.外开槽同轴波导大轨道回旋自谐振脉塞放大器[J].强激光与粒子束.2008
[5].张亚东,张世昌,邱春蓉.使用横向螺旋摇摆磁场提高同轴回旋自谐振脉塞(CARM)放大器的效率[J].科学技术与工程.2007
[6].张亚东,邱春蓉,张世昌.使用横向螺旋摇摆磁场提高同轴回旋自谐振脉塞(CARM)放大器的效率[C].2007年全国微波毫米波会议论文集（上册）.2007
[7].胡莉.同轴回旋自谐振脉塞放大器的线性分析[J].强激光与粒子束.2006
[8].邱春蓉.同轴波导回旋自谐振脉塞放大器的线性与非线性研究[D].西南交通大学.2005
[9].胡莉.同轴腔回旋自谐振脉塞（CARM）的线性研究[D].西南交通大学.2004
[10].肖飞.电子回旋谐振脉塞的PIC模拟[D].电子科技大学.2002