[發明專利]一種獲取慢波結構色散特性和耦合阻抗的方法

有效

• 申請號: 201911053168.8
• 申請日: 2019-10-31
• 公開（公告）號: CN110909515B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 許多;邵偉;何騰龍;王禾欣;王戰亮;宮玉彬
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G06F30/367
• 分類號: G06F30/367;H01J23/24
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 溫利平

1.一種獲取慢波結構色散特性和耦合阻抗的方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)、搭建慢波結構模型

(1.1)、在電磁仿真軟件的時域求解器中建立待處理的無損耗的慢波結構模型；

(1.2)、在慢波結構模型中建立場監控線，場監控線的方向與慢波結構的縱向方向平行；

(1.3)、在慢波結構模型中建立時域場監控器，用于檢測仿真過程中不同時刻的電場；

(1.4)、在慢波結構模型中設置輸入、輸出端口；

(1.5)、對建立的慢波結構模型進行仿真，得到該慢波結構模型的反射損耗S₁₁；

(2)、在輸入端口輸入頻率為f、功率為P的正弦激勵信號；

(3)、時域場監控器檢測慢波結構模型中電場分布，在慢波結構模型的能量穩定后的t₀時刻時，提取出場監控線上的縱向電場或徑向電場，再繪制出z方向的電場圖E_z-z或r方向的電場圖E_r-r，其中，z方向為慢波結構的縱向方向，r方向為慢波結構的徑向方向；

(4)、對電場圖E_z-z或E_r-r進行空間傅里葉變換，得到A-k_z圖或A-k_r圖；

其中，i＝0,1,…,N-1，N為采樣點個數，A(m)表示空間傅里葉變換后第m個數據點的幅值；

(5)、在A-k_z圖或A-k_r圖中，記錄下所有尖峰在橫坐標軸處的坐標，并從左往右分別記為k_z1、k_z2、k_z3、...或k_r1、k_r2、k_r3、...，同時依次記錄下對應的縱坐標值，記為A_z1、A_z2、A_z3、...或A_r1、A_r2、A_r3、...；

(6)、將所有的k_z1、k_z2、k_z3、...或k_r1、k_r2、k_r3、...分別代入如下公式中的k，得到慢波結構中傳播的不同諧波的縱向相速度v_zp1、v_zp2、v_zp3、...或徑向相速度v_rp1、v_rp2、v_rp3、...；

(7)、將所有的A_z1、A_z2、A_z3、...或A_r1、A_r2、A_r3、...分別代入如下公式中的A_n，得到不同諧波的最大縱向振幅E_z1、E_z2、E_z3、...或徑向最大振幅E_r1、E_r2、E_r3、...；

其中，n表示第n次諧波，l為場監控線的長度；

(8)、計算電壓反射系數Γ；

S₁₁＝20lg(2Γ-Γ²)

(9)、根據計算電壓反射系數Γ對振幅E_zn或E_rn、功率P進行修正；

(10)、根據修正后的振幅或功率P_d，計算慢波結構中各次諧波的耦合阻抗K_cn；

或

(11)、改變輸入信號的頻率，重復步驟(2)-(10)，即可獲得不同頻點下慢波結構的色散特性及耦合阻抗。

2.根據權利要求1所述的一種獲取慢波結構色散特性和耦合阻抗的方法，其特征在于，所述的場監控線為一條一定長度的直線段，場監控線在慢波結構橫向平面上的投影為一個點，該點處于電子注通道在橫向平面上的投影內，直線段的起點位于慢波結構的始端，終點位于慢波結構的末端，直線段的具體長度可以根據實際需要進行設置。