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目前，用于回旋放大器的输出方式有两种，直接从轴向输出回旋管产生的高次模式电磁波和利用内置或外置式准光模式变换器，将高次模式转换为准光高斯波束输出。然而高次模不属于线极化模，采用这种方式不利于远距离传输；而高斯波束虽说是线极化模，但它是多种模式的混合体，一般而言难以直接用作雷达发射机的功率源。
本论文中提出了一类新的用于回旋放大器的多波导输出方案。这种输出系统满足了回旋放大器对输出部分的基本要求，将互作用段产生的高次模式向易于传输的矩形波导基模转换，同时符合大功率输出的需要。首先，利用Ansoft HFSS高频计算软件，对一种四波导输出模型进行了数值模拟，以输入TEo01圆电模为例，针对外同轴腔内形成的三类过渡转换模式(TE⊙mn1、TE⊙m11和TE⊙m11模)，在各模式的形成条件和模型各几何参数改变对腔内模式的影响等方面进行了深入的探讨。此外，通过运用模式组合的方法，较大地拓宽了工作频带，同时保证了较高的工作模式TEo01→TEo10功率传输转换效率、减小了输入模的反射。比如运用TE⊙011与TE⊙411模式组合，在中心频率34.990GHz，获得了对输入模驻波比小于1.5情况下，从TEo01到TE()10模输出能量转换效率大于95.66％和带宽接近2GHz的结果。计算过程中还发现了两种对工作模式影响较大的竞争模式，外腔TM⊙422模和内腔TMo4012模，分析了它们的特点，并找出了相应的抑制方法。
参照对四波导输出模型计算分析发现的规律，本文进一步对具有五个输出波导的模型进行了模拟计算，同样运用模式组合的方法，在中心频率35.031GHz，获得了对输入模驻波比小于1.5情况下，从TEo01到TE()10模输出能量转换效率大于96.0％和带宽1155MHz的结果。并且，我们对该模型进行了机械加工与冷测实验，所得到的结果与模拟计算的结果具有较高的吻合度。