基于开槽单矩形栅和圆形电子注的W波段返波振荡器

提出将开槽单矩形栅和圆形电子注作为W波段返波振荡器的注波互作用回路.使用3维电磁场仿真软件CST-MWS对开槽单矩形栅的高频特性进行了仿真分析,研究结果表明:相对于传统单矩形栅,新结构的基模带宽有所展宽;基模与高次模发生模式竞争的可能性很小;在采用圆形电子注时新结构能获得大得多的耦合阻抗;新结构的趋肤损耗略有改善.将该慢波结构应用于设计一支以94GHz为频带中心的W波段返波振荡器:设计了简洁的慢波过渡部分、输出耦合器和终端匹配衰减器,优化参数后获得了良好的信号传输特性;利用粒子模拟软件CST-PS对返波振荡器模型进行了三维大信号注波互作用计算,设定合适的电子注电流等参数后,调整工作电压在较宽的频带内获得了瓦级的功率输出,电子效率在整个频带范围内优于1%.