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回旋自谐振脉塞(cyclotron autoresonance maser,缩写为CARM)是一种强功率、高效率毫米亚毫米波源,结合了传统回旋管和自由电子激光的优点,在线性加速器、等离子体加热、雷达、通信以及电子对抗等领域有着广泛的应用前景,因此,受到了国际上的高度重视。特别是在最近20年来,不管是在理论研究还是在实验上都取得了很大的成绩。其中研究得最多的是以圆柱波导的CARM振荡器,并在实验中取得了可观的成绩。而关于CARM放大器的研究相对较少。随着对器件输出功率的要求越来越高,器件的散热性能成了一个倍受关注的问题。针对目前的研究现状,张世昌教授提出一种新型器件—同轴波导CARM放大器的构想。这一构想的优点是:一来可以有效地增大腔体的散热面积,改善器件的散热性能;二来可以有效的抑制模式之间的竞争,同时还结合了CARM放大器自身输出功率大、效率高等优势。本硕士论文研究在同轴波导CARM放大器中引入不同形式的工作磁场,分析对器件的影响,试图探讨出一种提高该类器件输出功率,以改善器件性能和降低器件成本。本论文在第一章绪论中简要介绍高功率微波应用、发展现状后,和本论文的意义及主要内容。第二章阐述电子回旋脉塞机理和CARM的工作原理,在此基础上论述同轴波导CARM放大器的工作机理及可实现性。第三章从电子回旋脉塞的回旋动力学理论入手,分析电子束与波互作用机理,推导同轴波导CARM放大器中电子运动方程与束波耦合方程。论文的第四章给出CARM放大器数值模拟模型,对数值模拟过程中的参量计算,程序流程图做了详细的论述;在论文第五章,参考已有的同轴波导CARM放大器数值模拟参数设置,分别使用纵向恒定导引磁场,坡度磁场,横向螺旋摇摆磁场,以及同时使用坡度磁场与摇摆磁场等不同的工作磁场下,对同轴波导CARM放大器的输出功率情况做了数值模拟,并分析了电子束离散的影响。最后本论文进行总结和提出对今后工作的建议。本论文主要创新点是:提出和模拟论证了一种同时采用坡度磁场与横向螺旋摇摆磁场结合来提高同轴波导CARM放大器输出功率和输出效率的新方法。模拟表明:该类器件束波互作用效率可高达40.7%,输出功率达到1833.1 kW。