磁旋返波振盪器效率之研究

Study of Efficiency Enhancement of the Gyrotron Backward-wave Oscillator

林冠男(Lin, Guan Nan)

指導教授 ： 朱國瑞

國立清華大學/理學院/物理學系/碩士(2009年)

摘要

磁旋返波振盪器利用電子迴旋脈射機制產生同調電磁波，並且利用電子與波之的內部回饋迴路，因而具有連續可調的寬頻調頻特性，所以具有很大的發展潛力，不過因為其場型往前端集中而不利於電子與波作用，其效率通常相當低，另外它又有一般微波管具有的不穩定振盪現象。所以探討磁旋返波振盪器的基本特性與效率之提升便是本篇論文的主題。 本文以Ka 頻段的TE11 磁旋返波振盪器為研究對象，作理論上的探討，在線性操作下，電子與電磁波的交互作用形式造成了不同的軸向模式，並且以具有固定的傳輸角(transit angle)為其特徵；在非線性操作下，因為內部反饋迴路的縮短，造成場型會逐漸往上游端收縮，而形成效率對電流或長度的飽和現象，同時分析磁旋返波管的不 穩定振盪現象，可以得到當長度短時可以得到較大的穩定操作區間。 最後探討磁旋返波振盪器的效率，了解到適當地傾斜波導管半徑或是 外加磁場，可以大幅提升其效率。

關鍵字

磁旋返波振盪器 ； 效率

參考文獻

[2] K.R. Chu, Rev. Mod. Phys. 76(2), 489, 2004.

amplifier.

[4] K. R. Chu, H. Y. Chen, C. L. Hung, T. H. Chang, L. R. Barnett, S.H. Chen, T. T. Yang and Demostehenes J. Dialetis, IEEE Trans.Plasma Sci. 27, 1999.

[5] G. S. Nusinovich, and O. Dumbrajs, IEEE Trans. Plasma Sci. 24,620, 1996.

[6] C. S. Kou, Phys. Plasmas, 1, 3093,1994.