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多间隙耦合腔的耦合系数分析目录TOC\o"1-3"\h\u26441多间隙耦合腔的耦合系数分析 （1.1）1.3多间隙休斯结构特性阻抗多间隙休斯结构在一定的储能中，不同工作模式下激励引起的电场和电压不同，所以特性阻抗是对耦合腔稳定性的体现的重要依据在不同工作模式下其数值不同。本文基于空间电荷波理论[31]，对于有限长度的谐振腔间隙，在高频场和空间电荷场同时存在的前提下，从连续性方程、麦克斯韦方程和电子运动方程出发，通过计算群聚电流和电子注吸收的有功功率，得到间隙耦合腔的耦合系数和电子注电导计算公式为： （1.2）（1.3）其中：（1.4）是整个多间隙耦合腔在处轴向高频电场；（1.5）是第n个间隙的耦合系数，其中：（1.6）是纵向耦合系数；是横向耦合系数均方根值；和分别是漂移管内半径和电子注半径；是横向波数，是自由空间电磁波数；和分别是零阶和一阶修正贝塞尔函数；是第n个间隙宽度；是第一个间隙中心与第n个间隙中心之间的距离；是第个间隙的电压，是N间隙耦合腔的有效电压[32]；是空间电荷波的波阻抗，和分别是电子注直流电流和直流电压，，，电子注直流速度，是角频率，是修正等离子体频率[33]。根据品质因数定义，电子注品质因数的倒数为： （1.7）式(1.7)中为当前模式下的角频率，为当前工作模式下在多间隙休斯结构耦合腔的总储能，所以得到当前模式下特性阻抗公式为。利用此式，在CST（三维电磁仿真软件）仿真的帮助下，可以求出七间隙耦合腔各工作模式下的特性阻抗。CST（三位电磁仿真软件）仿真参数：表1.1七间隙耦合腔仿真参数间隙高度高度间隙间隙长度周期长度漂移管半径耦合腔宽度耦合腔高度耦合宽度耦合高度耦合长度1.681.680.280.760.251.90.81.280.240.64根据特性阻抗公式其中为该模式的角频率，为该模式在耦合腔内的总储能。计算各工作模式下的特性阻抗。表1.2各工作模式下七间隙休斯结构耦合腔特性阻抗工作模式谐振频率（GHz）电压（v）特性阻抗（）a81.654.50*1016.97b85.969.95*1081.97c87.991.20*10120.68d88.771.28*10137.31e89.131.25*10130.95f89.291.26*10133.05g95.111.71*10245.06h96.781.45*10176.20i104.201.18*10116.691.4耦合腔电场分布图不同频率工作模式下耦合腔电场分布截面如图1.1。（mode1）f=81.65GHz（mode2）f=85.96GHz（mode3）f=87.99GHz（mode4）f=88.77GHz（mode5）f=89.13GHz（mode6）f=89.29GHz（mode7）f=95.11GHz（mode8）f=96.78GH

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