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该博士论文对速调管输出回路的模拟计算方法进行了深入研究。基于场积分的手段和适当简单等效,首次提出了场分析法。场分析法有效避免了等效电路法不能提供准确结构参数,冷测模拟法计算耗时太久,相位法应用范围狭窄,以及各传统方法计算精度差等缺点。应用场分析法可以计算谐振频率、间隙阻抗、特性阻抗、输出腔效率、耦合系数和品质因数等参数。场分析法具有灵活、准确、快速和全面的特点。
文中用场分析法计算了加载和不加载滤波器单间隙输出回路的间隙阻抗实部和其他各项参数,并与用冷测模拟法、相位法和冷测所得的结果进行了对比验证。验证结果表明,场分析法能够有效地计算出滤波器加载单间隙输出回路的间隙阻抗实部。针对双间隙耦合腔输出回路,用场分析法推导了间隙阻抗矩阵表达式及计算式,并通过场分析法计算结果与冷测模拟法计算结果及冷测数据相对比,再次验证了场分析法的优越性。
文中还首次提出了阻抗叠加原理,并尝试将其用于计算间隙阻抗虚部。为阐述阻抗叠加原理,详细分析了各种输出回路的模式特点,提出并验证了子模式的概念。子模式概念和阻抗叠加原理的提出,可以解释加载滤波器和双间隙耦合腔等输出回路展宽频带的物理机制。文中应用阻抗叠加原理拟合计算了一个实例,其间隙阻抗虚部与冷测结果大致吻合,初步验证了该方法的正确性。运用阻抗叠加原理拟合求解间隙阻抗虚部,是场分析法的补充,也是场分析法的一部分。
以一个TM<,310>模同轴腔输出回路为例,初步研究了多注高次模输出回路的特性。经分析发现,短路杆的存在,使得同轴腔内模式数量和密度增加,不利用于宽带输出回路。场分析法可以计算每一注的间隙阻抗,也可计算总的间隙阻抗,而冷测模拟法却只能计算平均间隙阻抗。考虑冷测模拟法的误差后,两种方法的总间隙阻抗计算结果基本相符。