回旋速调管群聚腔研究

本文采用场匹配法对回旋速调管群聚腔进行了理论分析和数值模拟 ,讨论了两端开孔对腔谐振特性的影响及引入损耗介质层降低Q值方法 ,给出了一种工作频率为 34GHz,工作模式为TE0 1的回旋速调管低Q群聚腔的计算结果 ,结果表明 ,开孔大小明显影响腔内的谐振特性及驻波分布 ,损耗介质层的厚度增加将使群聚腔Q值迅速降低 ,选择适当的腔体结构 ,损耗介质及其厚度能有效地降低Q值 ,满足设计要求 .

回旋速调管加载损耗介质群聚腔的研究

用模式场匹配理论建立了散射矩阵,数值模拟并分析了加载损耗介质层对群聚腔Q值、谐振特性以及群聚腔两端漂移段半径的大小对谐振特性的影响。研究表明:加载损耗介质在高频率下使群聚腔主要寄生模式EH212和EH311得到极大的抑制,对工作模式H01模更有利;衰减常数随损耗层厚度的增加而迅速增加,Q值随介质厚度的增加迅速减小,因此在设计腔体时必须严格控制损耗材料厚度。最后为正在研制的回旋速调管设计了满足要求的低Q群聚腔,该腔冷测实验结果与计算结果基本一致。

新型回旋速调管放大器链式群聚腔的模拟与设计

对新型回旋速调管放大器的链式群聚腔—TE模簇腔进行研究 ,通过三维电磁模拟对其进行分析和计算 ,讨论了损耗介质对群聚腔Q值的影响 ,以及内外腔耦合孔数量对谐振特性的影响 .模拟计算结果和冷测实验吻合得很好 .最后 ,为正在研制中的Ka波段三次谐波倍增回旋速调管放大器设计了一种链式群聚腔 .

70GHz二次谐波倍频回旋速调管研究

对70 GHz二次谐波倍频回旋速调管高频结构和电子与波互作用进行了研究。研究了TE02模腔体绕射品质因数及模式转化,解决了二次谐波倍频回旋速调管漂移段不能截止70 GHz的TE01模而引起的腔体间高频串扰的问题。分析了注电流、输入功率、电子横纵速度比和电子注引导中心半径等参数对输出功率、增益和效率的影响。针对二次谐波回旋速调管放大器工作频带窄、效率低,进行了高频结构优化设计,显著地展宽了工作频带,提高了互作用效率。在理论分析和高频计算的基础上,建立了注-波互作用PIC(粒子模拟)模型,进行了粒子模拟计算和优化,得到了70 GHz的二次谐波倍频四腔回旋速调管放大器设计方案。粒子模拟结果表明:在工作电压70 kV,注电流13 A,电子注横向速度与纵向速度比为1.5时,中心频率69.81GHz输出功率256 kW,带宽160 MHz,电子效率28%,饱和增益大于44 dB。

X波段高功率相对论速调管放大器研究

为进一步提高X波段相对论速调管放大器的输出功率,采用理论分析与粒子模拟的方法对双群聚腔级联式相对论速调管放大器进行了研究。分析了提高注入腔对注入微波吸收效率的方法,分析了群聚腔调制能力与腔体模式、Q值等参数的关系,分析了输出腔提取效率与Q值的关系。在三维粒子仿真中,设计了模式反射器抑制TEM模式泄露与杂模振荡,得到了功率超过2.5 GW,频谱纯净,频率锁定为8.40 GHz,输出输入微波相位差稳定,抖动不超过2°的高功率微波输出。

Kα波段TE_(01)模基波回旋速调放大器的设计与实验

在回旋速调放大器自洽非线性大信号理论分析和数值计算的基础上,给出了一支Kα波段TE01模4腔基波回旋速调放大器的设计方案,并完成了样管的研制.同时对样管进行了热测实验,得到了如下实验结果:注电压为70kV,电流为10A,输入功率为60W,磁场强度1.31T,中心频率34GHz,峰值功率245kW,平均功率大于3kW,增益36.1dB,效率35%,3dB带宽大于280MHz.