【正文】 ，總的線路電壓將是相應(yīng)于三個(gè)前向行波電壓之和，即為下述等式： ? ? 312 31 2 31nzzzznnV z V e V e V e V e???? ?????? ? ? ? ?() ? ? ? ? 3 01 221 0( ) , 2 n znn nIVi z z i z eVC??????? ?由( 7 . 5 3 ) 和( 7 . 4 9 ) 得 和? ?? ?3011 0102, 1 2 /n znn nevVv z j eVCE V j C e V m??? ? ? ? ????? ? ? ??0總速度在輸入端的波動(dòng)分量：，() () 中國科學(xué)院電子學(xué)研究所 Institute of Electronics, Chinese Academy of Science 第七章 微波與物質(zhì)相互作用 167。 衰減波的相速與增長波的相同 ，但能量是從該波流到電子注中去的。 螺旋線行波管（ TWT） 4. 波的模式 對應(yīng)返波的第四個(gè)根 4 ,eejC? ? ? ?? ? ?24 4Cj? ?? () 13 122eeCCj? ? ? ??? ? ? ?????23 122eeCCj? ? ? ??? ? ?????? ?334 1 , 1 4eeCj C j? ? ? ? ??? ? ? ? ?????利用 () 中國科學(xué)院電子學(xué)研究所 Institute of Electronics, Chinese Academy of Science 第七章 微波與物質(zhì)相互作用 167。令三個(gè)前向波的傳播常數(shù)為 ejze ?? ejze?eejC? ? ? ???前向波 反向波 中國科學(xué)院電子學(xué)研究所 Institute of Electronics, Chinese Academy of Science 第七章 微波與物質(zhì)相互作用 167。表示在 O型行波管中有四個(gè)行波模式。 中國科學(xué)院電子學(xué)研究所 Institute of Electronics, Chinese Academy of Science 第七章 微波與物質(zhì)相互作用 167。 微波與電子相互作用 — 微波的產(chǎn)生 167。 微波與電子相互作用 — 微波的產(chǎn)生 167。 微波與電子相互作用 — 微波的產(chǎn)生 167。 螺旋線行波管（ TWT） 2. 群聚電流 () 110emvEjv?????? ?11 0j t zJ J j et ??? ? ? ? ??? ? ? ? ? ??11jJ?????() () () ? ?( ) ( )1 0 1j t z j t zd v e d zE e v j v v ed t m t d t z? ? ? ?????????? ? ? ? ? ???????用 ?0取代 dzdt ?中國科學(xué)院電子學(xué)研究所 Institute of Electronics, Chinese Academy of Science 第七章 微波與物質(zhì)相互作用 167。電子注速度，電荷密度，電流密度和軸向電場能表為： 第七章 微波與物質(zhì)相互作用 167。 螺旋線行波管（ TWT） 1. 互作用過程 螺旋線行波管中電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可借助于軸向電場定量的進(jìn)行分析 ? ? 01 m a x 10,s i n ,z p z z t tE E t z E E E?? ??? ? ? ?ppv?? ?? ?1 s i n pdvF e E m e E t zdt ??? ? ? ? ? ?（ ） 設(shè)電子速度為 ? ?0 c o se e ev v v t??? ? ? () 中國科學(xué)院電子學(xué)研究所 Institute of Electronics, Chinese Academy of Science 第七章 微波與物質(zhì)相互作用 167。螺旋線 中心設(shè)有衰減器 使所有沿螺旋線行進(jìn)的波減小到接近于零，防止來自失配 負(fù)載的反射波 到達(dá)輸入段和引起振蕩。 螺旋線行波管（ TWT） 1. 互作用過程 慢波線上 基波 的每周相移是 1 0 00,P v?? ? ????0是平均速度下電子注的相位常數(shù)，而 P是周期或者螺距 . 電子的直流渡越時(shí)間為： 0PTv?第 n次空間諧波 的相位常數(shù)則為 10002 2nn nv v T P?????? ?? ? ? ?() 中國科學(xué)院電子學(xué)研究所 Institute of Electronics, Chinese Academy of Science 第七章 微波與物質(zhì)相互作用 167。 相互作用： 運(yùn)動(dòng)的軸向電場與運(yùn)動(dòng)的軸向電子間發(fā)生互作用。 微波與電子相互作用 — 微波的產(chǎn)生 167。行波管與速調(diào)管存在著一些重要差別： 1） 行波管中 ， 電子注和高頻場的互作用在整個(gè)電路長度內(nèi)是連續(xù)的；在速調(diào)管中 ， 互作用只在 n個(gè)諧振腔隙處發(fā)生 。 跨導(dǎo)不是一個(gè)常數(shù) ， 而是隨群聚參量的增加而減小 。 微波與電子相互作用 — 微波的產(chǎn)生 167。 輸出腔中的感應(yīng)電流 (基波分量 ) ? ? ? ?2 0 2 0 0 1 2 02 c o si n di i I J X t T? ? ? ?? ? ? ?? ?2 0 2 0 0 12in dI I I J X?????0是輸出腔間隙電子注耦合系數(shù) . () () 中國科學(xué)院電子學(xué)研究所 Institute of Electronics, Chinese Academy of Science 第七章 微波與物質(zhì)相互作用 167。 速調(diào)管 群聚過程 有趣的是由式 ()?L給出的距離比 Loptimum給出的結(jié)果小 15%，該差異首先是由于推導(dǎo) ?L時(shí)所做的近似，其次是由于電子注中存在高次諧波分量，其最大基波電流分量與最大電子密度沿軸向分布并不一致。 速調(diào)管 群聚過程 輸出腔處的電子注電流是周期性波形，周期為 2?/?，可將電流展開為傅立葉級(jí)數(shù) ? ?2 0 2 21c o s s i nnnni a a n t b n t????? ? ??? ?0 0 0 012a I d t I?? ?? ????? ? ? ?002 c o sn n ga I J n X n n????? ? ? ?002 s inn n gb I J n X n n????() () () () 中國科學(xué)院電子學(xué)研究所 Institute of Electronics, Chinese Academy of Science 第七章 微波與物質(zhì)相互作用 167。 速調(diào)管 群聚過程 對 （ ） 微分可得： 2 0 01 c o s 2gd t d t X t ???? ??? ? ??? ??????到達(dá)輸出腔的群聚電流可以表示為 ? ? 02001 c o s2gIitXt??????? ????() () 中國科學(xué)院電子學(xué)研究所 Institute of Electronics, Chinese Academy of Science 第七章 微波與物質(zhì)相互作用 167。 速調(diào)管 群聚過程 為達(dá)到最大程度的群聚，輸入腔和輸出腔間的空間應(yīng)取多大呢？漂移區(qū)無電場，一個(gè)電子行進(jìn)距離 L的 渡越時(shí)間 00/T L v?是 直流渡越時(shí)間 ， 是 直流渡越角 ， N為漂移空間渡越周期數(shù)， 速調(diào)管 群聚參量 () ? ?12 1 0 0101 si n22 giVLT t t T tv t V ?? ??? ??? ? ? ? ? ??? ??????2 1 0 0s in 2gT t t X t ?? ? ? ? ???? ? ? ? ?????002L Nv?????1002iVXV? ??100( / ) /N f L T f? ?? ? ?中國科學(xué)院電子學(xué)研究所 Institute of Electronics, Chinese Academy of Science 第七章 微波與物質(zhì)相互作用 167。 速調(diào)管 群聚過程 11m i n 0 m a x 0001 , 122iiVVv v v v??? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?110 0 0 0002 2 2 2iid b d bVVL v t t v v t t v????????? ? ? ? ? ? ?????? ? ? ?110 0 0 0002 2 2 2iid b d bVVL v t t v v t t v????????? ? ? ? ? ? ? ?????() () () 中國科學(xué)院電子學(xué)研究所 Institute of Electronics, Chinese Academy of Science 第七章 微波與物質(zhì)相互作用 167。 中國科學(xué)院電子學(xué)研究所 Institute of Electronics, Chinese Academy of Science 第七章 微波與物質(zhì)相互作用 167。 微波與電子相互作用 — 微波的產(chǎn)生 167。 () 中國科學(xué)院電子學(xué)研究所 Institute of Electronics, Chinese Academy of Science 中國科學(xué)院電子學(xué)研究所 Institute of Electronics, Chinese Academy of Science 第七章 微波與物質(zhì)相互作用 167。 速調(diào)管 速度調(diào)制過程 群聚間隙的平均微波電壓可以用下式得到 ? ?1011 1 01 s i n c o s c o sts tVV V t d t t t? ? ?? ? ?? ? ? ??1000c os c osV dtt v?????? ??? ? ??? ??????0000,2 2 2 2ggddt t A Bvv ??????? ? ? ? ? ?令： 中國科學(xué)院電子學(xué)研究所 Institute of Electronics, Chinese Academy of Science 第七章 微波與物質(zhì)相互作用 167。 1）假定電子注橫截面上密度均勻 2） 忽略空間電荷效應(yīng) 3） 假定輸入的微波信號(hào)幅度遠(yuǎn)小于直流加速電壓 速度調(diào)制過程 電子注進(jìn)入群聚腔前首先被直流高壓加速 ， 其速度是均勻的 ? ?60002 0 . 5 9 3 1 0eVv V m sm? ? ?() 中國科學(xué)院電子學(xué)研究所 Institute of Electronics, Chinese Academy of Science 第七章 微波與物質(zhì)相互作用 167。 微波與電子相互作用 — 微波的產(chǎn)生 167。電子注包含有交變分量 ?電流調(diào)制 。在腔間隙電壓負(fù)半周通過的電子速度減慢。 微波與電子相互作用 — 微波的產(chǎn)生 1. 1921年發(fā)明磁控管 — 促進(jìn)了第二次世界大戰(zhàn)雷達(dá)的出現(xiàn) , 改變了戰(zhàn)爭的局勢 2. 1939年發(fā)明速調(diào)管 — 高增益、高效率、高功率 3. 1944年發(fā)明螺旋線行波管 — 寬頻帶 4. 1967年發(fā)明回旋管 — 高頻率、大功率 5. 雷達(dá)、通訊、制導(dǎo)、電子對抗、加速器、微波加熱、射電天文觀察 中國科學(xué)院電子學(xué)研究所 Institute of Electronics, Chinese Academy of Science 第七章 微波與物質(zhì)相互作用 167。中國科學(xué)院電子學(xué)研究所 Institute of Electronics, Chinese Academy of Science 第七章 微波與物質(zhì)相互作用 167。利奧著， 《 微波器件與電路 》 ，科學(xué)出版社， 1987 ? 楊祥林等編著， 《 微波器件原理 》 ，電子工業(yè)出版社， 1994 中國科學(xué)院電子學(xué)研究所 Institute of Electronics, Chinese Academy of Science 第七章 微波與物質(zhì)相互作用 167。在腔間隙電壓正半周通過的電子速度加快。在第二腔縫隙處電子密度隨時(shí)間周期地變化。 中國科學(xué)院電子學(xué)研究所 Institute of Electronics, Chinese Academy of Science 第七章 微波與物質(zhì)相互作用 167。 速調(diào)管 靠近陰極的腔體稱為輸入腔或者群聚腔，它使電子注 產(chǎn)生速度調(diào)制 ，另一腔稱為輸出腔，它將群聚電子注的能量 轉(zhuǎn)換為微波能量 。 微波與電子相互作用 — 微波的產(chǎn)生 167。間隙渡越角增加，電子注與群聚腔之間的耦合則下降。當(dāng) ， 10iV