为了给回旋行波放大器中螺旋管的设计提供一种简单易行的计算和优化方法,构建了特定的螺旋型回旋管模型,并用色散特性方程和MAFIA软件计算了其色散特性.采用MAFIA软件计算时,由于周期条件,相移从-180°到180°,每30°计算一次,对应的传递常数从-0.837 8 cm^-1变化到0.837 8 cm^-1.由于在准周期条件中相应的相移对应相应的传递常数,求解出对应的基模频率,通过模式识别,得出耦合以后的模式频率,即可以得出色散曲线.结果表明:在8.3～10.6 GHz的工作频率范围内,两者的计算结果吻合较好,相对偏差小于0.5%.色散曲线趋于斜率为正的直线,该特性说明了螺旋型回旋行波管具有较高的工作效率和较宽的带宽.

介绍了用MAFIA软件的准周期边界条件计算螺旋线行波管慢波结构的色散和耦合阻抗,以及用ANSYS软件对螺旋线径向挤压变形建模的方法,并对螺旋线受挤压径向变形对其冷测特性的影响进行了详细的分析.结果表明:螺旋线径向挤压变形会导致相速增大,而在通常的变形范围内耦合阻抗也会增加;当变形继续增大时耦合阻抗上升到最大值后开始下降.

考虑角向均匀谐波与非翼片区角向高次谐波的影响,运用场匹配法参考脊加载环板慢波结构的边界条件,推导得到翼片加载螺旋慢波结构的色散特性方程,在此基础上推导得到有限翼片加载下的耦合阻抗和衰减常数.运用MAFIA软件对该结构进行模拟计算,将理论结果与模拟计算和部分实验数据进行比较,其曲线趋势基本一致,反映了该结构的物理本质,本方法为各种类型的翼片加载螺旋慢波特性的计算提供了一种参考手段.