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研究生： 楊奇翰
Chi-Han Yang
論文名稱： 分佈式損耗結構對磁旋行波放大器之穩定性與效能的影響
The Effect of Lossy Section Profile on the Stability and Performance of Gyro-TWT Amplifier
指導教授： 朱國瑞
Kwo-Ray Chu
口試委員:
學位類別： 碩士
Master
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： 56
中文關鍵詞： 磁旋行波放大器 、對流不穩定性 、絕對不穩定 、分佈式損耗 、高階軸模 、起振電流
外文關鍵詞： Gyro-TWT amplifier, convective instability, absolute instability, distributed loss, high order axial mode, start-oscillation current
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    • 磁旋行波放大器主要是靠對流不穩定性(convective instability)，讓電子束與電磁波交互作用而放大入射訊號。然而，當操作電流高於特定值時，亦可能激發特定模式之振盪[絕對不穩定(absolute instability)，此振盪不須入射任何波源]，導致放大器不穩定並伴隨功率與增益的下降。利用分佈式損耗(distributed loss)結構，可切斷內部回饋路線(internal feedback loop)，並有效的提高絕對不穩定之起振電流，進而抑制絕對不穩定的發生。

    本論文主要以W-band 磁旋行波放大器為主要探討對象，了解 (1)各絕對不穩定模式在放大器結構中之特性。(2)分佈式損耗的幾何結構對各模式起振電流的影響，以及各模式起振電流的變化情形，以避免各模式高階軸模影響放大器操作的穩定性。(3)分佈式損耗的幾何結構對放大器飽和輸出功率、飽和增益的理論模擬。並提出改良式損耗結構，以增進入射波對電子的調制能力；在不影響各模式起振電流與放大器頻寬(bandwidth)的前提下，提高放大器飽和增益 。

    摘要----------------------------------------------i 致謝---------------------------------------------ii 第一章 緒論 1.1 磁旋管簡介-----------------------------------1 1.2 電子迴旋脈射(ECM)之物理機制------------------2 第二章 非線性理論計算公式 2.1 電磁波場方程式-------------------------------5 2.2 電子動力學----------------------------------10 2.3 初始電子分佈--------------------------------13 2.4 邊界條件------------------------------------15 2.5 轉換至慢速座標------------------------------17 第三章 磁旋放大器中的絕對不穩定性 3.1 磁旋放大器中絕對不穩定的來源----------------21 3.2 絕對不穩定模式的特性------------------------22 3.3 參數對各模式起振電流的影響------------------24 第四章 分佈式損耗的幾何結構對起振電流的影響 4.1 研究動機------------------------------------32 4.2 分佈式損耗的幾何結構對 模式的影響-----------33 4.3 分佈式損耗的幾何結構對 模式的影響-----------38 第五章 損耗段幾何結構對放大器表現之理論模擬 5.1 分佈式損耗之幾何結構與放大器操作參數--------43 5.2 週期性結構之理論模擬------------------------46 5.3 改良式結構之理論模擬------------------------48 5.4 放大器穩定操作區間之比較--------------------52 第六章 結論 結論---------------------------------------------54 參考文獻-----------------------------------------55

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