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研究生: 姜惟元
Wei Yuan Chiang
論文名稱: Ka頻段高工作比分佈作用放大器之研究與應用(Research and Application of A High-duty Ka-band Extended Interaction Amplifier)
Research and Application of A High-duty Ka-band Extended Interaction Amplifier
指導教授: 朱國瑞
Kwo Ray Chu
口試委員:
學位類別: 博士
Doctor
系所名稱: 理學院 - 物理學系
Department of Physics
論文出版年: 2008
畢業學年度: 96
語文別: 中文
論文頁數: 118
中文關鍵詞: 速調管高工作比
外文關鍵詞: klystron, high duty
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  • 本實驗室於六年前成功研發國內第一之Ka頻段分佈作用放大器,憑藉著前人辛苦建立的技術,我們成功的開發新一代Ka頻段高工作比(duty)分佈作用放大器,在40% duty時,最大輸出功率可達930瓦,1 dB頻寬為70.8 MHz,3 dB頻寬可達105.8 MHz。當duty增加至95%時,因為高頻作用段受熱,導致輸出功率下降,但依然可達700瓦之水準。但在線性增益與飽和增益方面,受制於高損耗材料的選用,雖達到了增加頻寬的效用,也降低了作用的效率。而兩級式降壓收集極將總體效率拉抬了10%,使總效率可達23%。今日的許多材料科學實驗都需要加熱的處理。而本文中將自行研發之分佈作用放大器配合上近光學作用腔,應用於材料快速加熱,此項應用為材料科學領域開拓了創新的加熱機制。


    摘要 I Abstract II 誌謝 III 第一章 序論 1 第二章 速調管之理論 13 2-1群聚效應(bunching) 13 2-2週期結構 18 2-2-1電磁波在週期結構內的傳播形式 18 2-2-2色散關係(dispersion relation) 20 2-2-3色散關係的重要性 26 2-3輸出腔-分佈作用腔 28 2-3-1分佈作用腔結構 28 2-3-2分佈作用腔放大器工作原理 31 2-4速調管放大器的調諧原理 32 第三章 高頻作用段設計與數值模擬 35 3-1重入式共振腔之一般特性 35 3-2高頻作用段之設計參數 39 3-3共振腔體的計算 43 3-3-1橢圓共振腔 43 3-3-2類橢球共振腔 44 3-3-3共振腔類型選擇 46 3-4 輸入耦合器 47 3-5 兩間隙分佈作用腔及其色散曲線 48 3-6 輸出耦合器 54 第四章 分佈作用放大器各部零件之設計與製作 57 4-1 高頻作用腔體 57 4-1-1調頻機制設計與共振腔冷測技術之改良 57 4-1-2高頻作用段焊接與冷測結果 61 4-2 微波盒型窗(Pillbox window) 63 4-2-1 盒型窗的功能及原理 63 4-2-2 盒型窗數值計算及實驗量測 65 4-2-3 焊接製作 67 4-3電子槍及聚焦磁系統 69 4-3-1 電子槍 69 4-3-2聚焦磁系統 79 4-4兩級式降壓收集器 83 第五章 實驗量測結果 93 5-1 最終製程 93 5-2 熱測 99 5-3 功率及頻寬的量測 104 第六章 材料處理之應用 107 6-1 近光學共振腔簡介 107 6-2 近光學微波作用腔基本結構及操作方式 110 6-3 電腦模擬及實驗印證 112 6-4 In-situ, real-time 診斷系統 113 第七章 結論 116 參考文獻 117

    參考文獻
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