四腔强流相对论速调管中高次模振荡的抑制

描述了在四腔强流相对论速调管模拟设计过程中出现的由于腔间耦合产生的高次模振荡现象,分析了这种振荡产生的原因,并从整管结果上探索了抑制这种高次模振荡的方法。利用MAGIC模拟软件,通过研究谐振腔Q值、漂移管长度、以及束波互作用程度等参数的变化对腔间耦合的影响,在极小程度降低输出微波功率的情况,有效抑制了腔间耦合。最终在功率10kW、频率2.88GHz的注入微波激励下,获得了功率3.7GW、效率22%、增益56dB且频谱纯的输出微波,有效抑制了高次模振荡。

S波段四腔强流相对论速调管的设计和实验研究

本文根据四腔强流相对论速调管设计过程中出现的高次模振荡现象,采用电磁场软件模拟,分析了这种振荡的产生原因,给出抑制这种高次模振荡的方法.利用二维和三维模拟软件,研究了谐振腔谐振频率、谐振腔Q值、漂移管长度、特性阻抗等参数的变化对高次模振荡的影响,模拟上验证了高次模振荡抑制方法的有效性,并在输出端模拟获得了功率2.13 GW、效率26%、增益60 dB的输出微波,实现了2D,3D中高次模振荡的有效抑制.最终在实验中获得了功率1.9 GW、效率24%、增益61 dB的输出微波.

S波段四腔相对论速调管放大器的整管性能

在速调管放大器中,中间谐振腔一方面可以提高器件的放大增益,另一方面也容易产生杂频振荡,影响器件正常工作。针对这种杂频振荡的影响,在三腔相对论速调管的基础上发展了四腔相对论速调管。采用PIC粒子模拟软件从整管上对四腔强流相对论速调管放大器的冷腔结构、束波互作用、微波提取等方面进行研究。为得到输出功率和效率的最优值,结构上采用低互作用输入腔,设计了阶梯状结构漂移管,通过对输出腔作用间歇进行优化处理抑制电子回流。模拟结果表明整管微波模拟输出功率达了3.7 GW,效率22%,增益56 dB,1 dB带宽74 MHz,并实现了对杂频振荡的抑制。

长脉冲相对论速调管中束流脉冲缩短的研究

L波段长脉冲相对论速调管放大器研究中 ,长脉冲强流相对论电子束 (IREB)经过输入腔和中间腔间隙后的脉冲缩短问题 .分析了造成束流脉冲缩短的主要机理之一是高频系统的角向非均匀模式与电子束相互作用而使得束流扩散形成的 ,并经过实验参数的调节 ,减轻了长脉冲IREB的脉冲缩短问题 ,得到了较强的基波调制电流 .从长脉冲加速器引出 50 0kV ,3 5kA ,1 3 μs的电子束 ,经过输入腔和两个群聚腔的调制后 ,得到了 2 0kA的基波调制电流 ,束流脉冲宽度由 0 3 μs增加到 1μs 。

相对论速调管三轴提取腔的分析与设计

分析了同轴漂移管中电子束的空间电荷限制流和能量分布,为了降低S波段相对论速调管放大器(RKA)中电子束空间电荷效应及势能,提高RKA的束波转换效率,提出了三轴结构的输出腔,理论分析RKA的束波转换效率达到36%,比同轴提取腔的束波转换效率提高了9个百分点.采用数值计算程序设计了三轴提取腔,粒子模拟了S波段RKA的微波提取,取得了与理论分析一致的结果.采用590kV/5kA的空心电子束,经过预调制腔和群聚腔等两个腔的调制后,采用三轴提取腔提取微波,得到了约1·0GW的微波功率,效率35%.理论研究结果与实验结果吻合得较好.