S波段MW级高效互耦磁控管模式分布调控

磁控管高效互耦锁相为基于电真空振荡器的高效率、高功率阵列提供了一种有效的技术方案。互耦结构的引入使得互耦磁控管整体上建立了新的谐振模式序列,其中满足互耦磁控管高效锁相的模式为期望的锁相模式。然而,锁相模式易受到模式序列中邻近模式的干扰,导致工作不稳定。提出一种等效电路与本征模分析相结合调控模式分布的方法,通过调控模式频率分隔,使锁相模式单模工作;同时建立磁控管工作模式与互耦结构耦合场匹配的谐振条件,实现磁控管的高效互耦锁相。为了验证该方法的有效性,设计了基于S波段MW级磁控管高效互耦模型,对锁相模式工作特性进行了粒子模拟,模拟结果表明互耦模型可以稳定工作在高效锁相模式:0相位差模式和π相位差模式,锁定频率约为2.545 GHz,接近磁控管单管自由振荡频率。每只磁控管的输出功率接近单管自由运行时的输出功率,电子效率与单管几乎相同,互耦锁相效率达到了99%,实现了高效锁相。