速调管周期反转永磁聚焦系统的三维模拟研究

在速调管的设计和应用中,选择一套良好的聚焦系统对整管的性能有着重要意义。本文对大功率速调管中的周期反转永磁聚焦系统中各部件的尺寸进行了优化设置,得到了相对较平稳、反转区小的磁场分布。同时对软件的计算应用作了介绍。

Ku波段扩展互作用速调管设计

微波电真空器件随着频率的升高,不但聚焦系统难以实现,而且其输出增益和带宽都受到很大的限制,要解决该问题,建议采用扩展互作用速调管,采用分布作用谐振腔技术来扩展其工作带宽和提高增益。利用CST和粒子模拟(PIC)3维软件对其工作在Ku波段扩展互作用速调管进行了设计和仿真,在工作电压30kV、束流8.5A的条件下,聚焦系统采用幅值为0.48T的周期反转永磁聚焦,在输入功率为5.1W时,得到效率为23%,3dB带宽为306MHz,频带内最大增益为39dB,其峰值功率为58kW的微波输出。

S波段多注速调管高频散热结构设计

随着雷达技术的发展,速调管平均功率越来越高。在速调管工作过程中,将有一部分电子打在高频系统上产生热量。高频冷却系统的设计直接影响到速调管高平均功率的实现,本文对反转永磁聚焦系统的S波段多注速调管进行分析,研究了提高散热能力的途径及可采用的措施,对收集极磁屏的水冷结构进行了改进,对改进后结构进行了热分析和磁分析,证明了冷却方案的可行性。

P波段小型化6MW高效率多注速调管的研制

介绍了一种P波段小型化6MW高效率多注速调管的研制方案,目前该管在P波段已经实现脉冲输出功率6.1 MW,效率68%。通过周期反转永磁聚焦、BAC法结合CSM法优化群聚提高互作用效率、大功率同轴输出窗等关键技术的应用,解决了高效率、高峰值功率容量和高可靠性等难题。

S波段栅控多注速调管的研究

多注速调管具有发射电流大、工作电压低的特点,在高功率速调管中被广泛应用,可有效的提高雷达系统的可靠性。本文介绍了一支S波段栅控多注速调管的研制情况,该速调管采用了30个电子注的同轴腔结构,周期反转永磁聚焦方式,氧化铍输出窗的方案,在S波段实现了脉冲输出功率大于1 MW,平均功率20 kW,带宽150 MHz。目前已完成设计并制成整管进行了测试,测试结果达到了研制目标,验证了方案的可行性。

S波段多注速调管电子枪设计

介绍了一种应用于S波段同轴腔高功率多注速调管的电子枪设计方案。该电子枪总电子注数目为40个(内层19个,外层21个),工作电压为60 kV,总电流为300 A(平均分配在40个电子注上),单注导流系数为0.51μP,总导流系数为20.4μP,设计的阴极电流发射密度小于12 A/cm^(2),电子枪内最大场强为16.6 kV/mm。为使系统小型化,采用周期反转永磁聚焦系统约束电子注,聚焦系统由四组磁钢形成三个磁场均匀区,三个均匀区的磁场逐级增大,最小磁场强度为0.11 T,最大磁场强度为0.12 T。采用三维计算软件对电子注静电轨迹、磁场分布及聚焦轨迹进行了计算和优化,设计的多注电子枪电子注通过率达到了100%。