随着较大功率C波段与X波段微波源的出现、机械加工水平的提高(如数控加工机床的出现等)和实际应用的迫切需要,使得加速器小型化成为加速器发展的必然趋势之一。 论文首先调研了国内外C波段电子直线加速器的发展现状和应用前景,包括医疗卫生、工业CT等部门对小型化、小束斑加速器的需求,并简要讨论了C波段驻波加速管中的物理与技术问题。同时对理想双周期结构的等效电路分析作了简要回顾,并对包括多级聚束段的加速结构作了简要的等效电路分析。 论文其次对驻波加速管中的电磁场进行了理论分析,同时简要分析了电子在驻波加速管中的纵向运动、横向运动以及空间电荷效应对电子横向运动的影响,另外,为了实现电磁场数值计算和粒子动力学模拟,简要介绍了SUPERFISH电磁场数值计算程序和PARMELA、GPT粒子动力学计算程序。 紧接着论文的第四章重点进行了C波段驻波加速管的物理设计和优化研究。利用C语言自编了SUPERFISH和GPT的接口程序,并利用该程序对C波段驻波加速管进行了详细的优化设计,研究了聚束段各腔尤其是首腔的各个腔型参数对腔体微波性能和束流动力学模拟结果的影响,最终得到了一个C波段2MeV小束斑驻波加速管的物理设计方案,文中给出了详细的设计参数和动力学模拟结果。 论文最后部分讨论了C波段2MeV驻波加速管的腔链调谐和冷测实验研究。内容包括:加速腔频率韵测量和调谐、耦合腔频率的测量和调谐、品质因素的测量、场分布的测量、色散曲线的测量、禁带的测量和消除等,同时,论文还从腔链色散方程和测得的实验数据出发,利用最小二乘法进行拟合得到拟合色散曲线,并计算出禁带的大小和腔间耦合系数。