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摘要
扩展互作用振荡器(EIO)是一种新型真空电子器件，在其优化设计中，如何实现高频率、宽带宽、短结构等多个设计目标的共渡问题，成为该类真空电子器件的研究重点。以W波段哑铃型多间隙耦合腔作为理论模型，基于谐振腔自激饱和基本原理和一维电子圆盘模型下的注—波互作用方程，推演出适用于EIO的一维非线性自洽方程组；结合MOEA/D多目标优化算法，得到针对多个设计目标的EIO自动优化程序。以95 GHz W波段EIO作为示例，选择EIO输出功率、瞬时带宽和互作用结构长度三个目标作为解向量，选择间隙长度、耦合腔周期长度、谐振腔外观品质因数、电子注半径、工作电压、工作电流、间隙个数七个参数作为决策向量，描述了优化设计过程。该优化设计方案能够迅速跳出输出功率为零的陷阱，提高优化速度，得到输出功率为1 100～2 400 W，瞬时带宽为61～475 MHz，互作用结构长度为3.7 mm、4.5 mm、5.4 mm、6.2 mm、7.0 mm五段附近、对应间隙个数依次为5～9的Pareto解集，为真空电子器件优化设计人员在实际应用中提供了更多的选择。
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