休斯结构多间隙耦合腔的稳定性分析

基于空间电荷波理论,导出了N间隙休斯结构耦合腔中注-波耦合系数和电子注电导计算公式,通过计算耦合腔中电子注的品质因数来分析电路的稳定性.研究表明,随着间隙数目N的增加,工作模式(2π模)稳定性对直流工作电压更加敏感,同时其他寄生模式的抑制会愈加困难.以三间隙休斯结构耦合腔为例,通过合理选择工作电压,2π模可以稳定工作,通常靠近2π模的π/2模可能更容易引发自激振荡.

多间隙休斯结构耦合腔轴向电场分布的解析计算

在考虑相邻谐振腔间耦合作用对电场分布影响的基础上,分析了多间隙休斯结构耦合腔中存在模式电场分布的特点,采用双曲正割函数拟合代替传统无耦合单间隙腔中电场分布计算的高斯函数拟合,构建了多间隙耦合腔轴向电场分布函数计算的解析表达式。经不同几何参数和间隙数目耦合腔的仿真验证,电场分布解析计算结果与CST-MWS仿真结果具有好的一致性,对分布作用速调管注波互作用模拟和工程研制有益。

三间隙三模重叠耦合腔输出结构特性分析

讨论了三间隙耦合腔输出结构中各模式的谐振频率特性,分析了耦合系数对模式重叠过程的影响。以X波段为例,模拟计算了输出结构的群时延特性,研究了输出结构工作的稳定性。结果表明,在带内波动约1.7 dB的条件下,采用三模重叠,可获得6.61%的瞬时带宽,具有良好的稳定性。

双间隙谐振腔耦合缝调谐结构的分析与模拟

根据双间隙耦合腔等效电路和电磁场理论,设计了加载在谐振腔耦合缝上的调谐结构。建立了加载此调谐结构的谐振腔等效电路模型,通过理论分析得此结构能够对工作在π模式的双间隙耦合腔进行频率调谐,改变重叠模式耦合腔阻抗特性,同时减小对间隙场形的影响。软件模拟与理论分析结果一致,验证了该调谐结构的有效性,为多间隙耦合腔高频电路的研制和进一步展宽速调管输出带宽具有重要的参考意义。

耦合腔行波管慢波结构的数值模拟

利用三维电磁场程序MWS及周期性高频结构的场对称计算模型,对X波段休斯耦合腔慢波结构和Kα波段毫米波梯形耦合腔慢波结构进行了场结构的数值模拟,给出了满足整管设计要求的慢波结构,色散特性和耦合阻抗。

S波段大间隙速调管放大器输出腔的3维模拟

利用3维高频软件设计了一种用于S波段大间隙速调管的膜片加载大间隙单重入输出腔,建立了带大耦合孔的输出腔3维全结构模型,采用3维PIC程序对输出腔的提取效果进行了粒子模拟。研究结果表明:膜片加载的大间隙单重入输出腔开大耦合孔后,其所有谐振频点的场分布都不再是TM011模式,因此,在设计此类输出腔时不能以工作频点是否谐振为优化目标。提出了大间隙输出腔设计原则,根据设计原则优化后的输出腔可稳定提取1.07 GW的平均功率,提取效率约35.7%。

衰减钮扣抑制振荡技术尺寸选择的探讨

介绍了耦合腔行波管配置衰减钮扣后模式发生了变化;借助三维电磁仿真软件对带衰减钮扣的休斯慢波系统进行了模拟,探讨了衰减钮扣伸入主腔深度及开口尺寸对慢波系统高频特性的影响。