行波管单周期粒子模拟理论及非线性现象研究

[研究意义]：行波管由于可以工作在倍频程以上，且具有能够同时兼顾带宽和功率等特点，从而成为应用最广泛的真空电子器件，是当前真空电子器件领域中研究与发展最活跃的一类器件。目前在行波管研制和生产中，存在的主要问题是设计能力较弱，研制周期较长，主要问题是对行波管内部的基本物理过程理解不够深入和系统，受到设计手段的制约。为解决这些问题并进一步提高行波管的性能，须深入研究行波管中基本的注波互作用过程，和互作用过程中振荡、谐波、相位失真等非线性现象产生的原因及相应的抑制理论和技术，以进一步提高行波管的功率、带宽、效率和稳定性。.[研究内容]：本项目拟发展行波管粒子模拟（PIC）理论；利用粒子模拟方法跟踪单个周期内电子的运动；利用滑动窗时域有限差分法（MWFDTD）计算电磁波的传播与激励；建立行波管中振荡、谐波、相位失真等非线性问题的物理模型，解释其物理机理并提出抑制方法。