2π工作模式下可调谐同轴辐射相对论磁控管的模拟研究

采用三维粒子模拟,开展了2π工作模式下同轴辐射相对论磁控管的频率调谐研究.利用在互作用区的谐振腔中填充固体电介质来实现器件的频率调谐.通过改变电介质的相对介电常数以及内半径考察了所研究的同轴辐射相对论磁控管的工作频率、平均输出功率以及效率的变化情况,并对电介质的频率调谐作用进行了简单的理论分析.模拟结果表明:在不改变基本结构参数以及工作点的情况下,仅调整固体电介质的相对介电常数或内半径实现了所研究的同轴辐射相对论磁控管S波段到L波段的跨频段调谐;电介质的插入同时也改善了输出性能,当相对介电常数在6—15且内半径在4.18—4.40cm之间时,功率效率得到提升,提升幅度可达80%,单边调谐宽度小于55%.

类磁控管结构的理论分析

利用场匹配法得到了类磁控管结构的色散关系以及场函数表达式的同时,利用高频电磁场分析软件验证了所得结果正确性,并改变结构参数考察了截止频率的变化情况.最终结果表明:在保证其他参量不变的前提下,丌模截止频率随外半径的减小,内半径的增大或谐振腔数的增多而提高,随谐振腔张角的增大而降低.所得结果对于分析同轴辐射相对论磁控管的模式转换和传输特性奠定了基础.