Ka波段绕射辐射振荡器的辐射功率测量

给出了Ka波段相对论绕射辐射振荡器(RDG)的辐射功率测量方法和实验结果。器件采用带反射器两段式过模慢波结构,由于器件的过模结构特点,实验选择用空间积分方法测试辐射功率。在准确标定测量系统的基础上进行了热测实验,得到了辐射模式图和辐射总功率。测试结果表明:微波辐射功率超过300MW,信号脉宽大于10ns,辐射频率介于34～38GHz之间,辐射模式为TM0n模。

绕射辐射振荡器研究

介绍了“绕射辐射振荡器研究”的成果，简述了理论分析、三维计算及设计方法；给出了实验结果并对有关问题进行了讨论。实验管测试的主要参量为：在工作电压２４００～４０００Ｖ；频率范围ｆ＝８４～１０４ＧＨｚ内测得高频振荡，最大输出功率达２００ｍｗ。频率范围ｆ＝６０～８２ＧＨｚ；最大输出功率达１．３Ｗ。同时介绍了这种器件在科学技术中的应用。

相对论绕射辐射振荡器的三维粒子模拟

开展了具有同轴波纹渐变式反射器与光滑漂移段结构的相对论绕射辐射振荡器的研究,并运用全三维粒子模拟软件CHIPIC对其进行数值模拟仿真,分析了漂移段、反射器等结构对输出功率的影响,探讨了反射器位置和输出功率的关系。仿真结果表明:合适的漂移段与反射器的引入,能大大提高输出功率。优化结构参数,在输入电压480kV下,平均输出功率达到774.5MW,平均功率效率为32.3%。

实验用3mm绕射辐射振荡器

介绍３ｍｍ绕射辐射振荡器的阶段研究成果，简述分析设计步骤、线性理论、三维计算及热测结果。实验管测试的主要参量为：工作电压２４００～４０００Ｖ；频率ｆ＝８４～１０４ＧＨｚ范围内测得高频振荡，最大输出功率达１００ｍＷ。

具有反射器的绕射辐射振荡器的模拟研究

分析了具有反射器的8mm波段相对论绕射辐射振荡器,其高频系统为周期盘荷慢波结构,并且在电子注的输入端加有圆柱形同轴反射器。利用HFSS软件计算S11参数来确定反射器的结构尺寸。对该结构进行了PIC模拟,分析了该结构中注波互作用的非线性过程和反射器对该器件性能的影响。研究发现存在一个最佳反射器的位置,使注波互作用的效率高、频谱好。

毫米波段高功率绕射辐射振荡器的研究

提出采用大口径、浅褶皱和短周期分段式慢波结构作为高功率毫米波绕射辐射振荡器的高频系统。采用通用理论对器件的色散特性进行了分析,用PIC方法对整体器件进行了模拟。在此基础上,开展了实验研究工作,测试了器件输出微波功率和频率。初步实验结果与理论分析和PIC模拟结果的趋势基本吻合。

高功率毫米波绕射辐射振荡器高频特性研究

讨论了高功率毫米波绕射辐射振荡器的高频特性。利用线性理论和PIC模拟相结合的方法对器件的高频特性进行了比较仔细的分析。分析结果表明,合理地选择电子注的参量(电流、电压)及高频结构的尺寸(波纹深度、半径、周期等)可以获得较高的输出功率并且具有较好的频谱纯度。

W波段绕射辐射振荡器技术的研究

研制了一种采用新型高频系统的绕射辐射振荡器。该高频系统由准光学开放式谐振腔和双梳型光栅构成,通过理论设计和优化获得W波段高频系统的最佳结构参数。对装配该高频系统的绕射辐射振荡器测试表明:器件采用的开放式谐振腔是一种多模式工作腔,通过机械调谐可使器件工作在不同的TEMmnq模式上,器件同时具有电子调谐能力,复合调谐频带为91.6～98.6GHz。器件所需的启振电流相对较小,最低约35mA。器件的输出功率随阴极发射电流的增加而增加,最大输出功率达到8W。器件输出信号的信噪比高、纯度高,具有优良的频谱特性。

Ka波段相对论契仑柯夫器件研究

在采用通用线性理论分析的基础上,提出采用具有大口径、浅褶皱及短周期分段式慢波结构的绕射辐射振荡器来产生8mm波段的电磁辐射。在PIC模拟基础上,完成器件的设计加工,成功地对器件进行了实验研究,检测到8毫米波段的高功率微波输出。

带有锥度结构的同轴开槽布拉格反射器研究

本文提出在Kα波段圆柱过模结构绕射辐射器件(RDG)中引入一种带有锥度结构的同轴内开槽布拉格反射器.采用复功率守恒技术(CCPT)对该反射器的频率响应特性进行分析.研究了相位匹配段长度,波纹槽深及锥度对反射器频率响应特性的影响,分析了波纹初始相位对反射器选模特性的影响,发现该反射器具有良好的模式选择特性.本文的研究工作为同轴Bragg反射器结构的研究提供了重要的理论分析手段.