行波管非对称收集极的研究

目前行波管正朝着小型化、大功率以及高频率三个方向发展。对行波管的收集极进行一维或者多维尺寸的非对称改进是行波管小型化的重要途径。椭圆收集极相对传统圆收集极具有内表面面积大、一维尺寸小等优点,是一种非常可取的收集极形状。根据轴对称电场几何相似性定理,在收集极入口通过类似四极透镜作用将圆柱型电子注压缩成为类椭圆形电子注,更利于椭形收集极对电子的回收。利用计算机辅助设计软件对重新设计的行波管椭圆收集极进行仿真,为非对称收集极设计提供参考[1]。

太赫兹行波管非对称降压收集极设计

多级降压收集极是太赫兹行波管中回收废电子注的重要部件,对整管工作效率有重要影响.为提升整管工作效率,提出一种非轴对称结构的太赫兹频段行波管降压收集极的设计方案.通过研究注波互作用后的废电子注能量特性,设计了轴对称太赫兹频段行波管降压收集极结构,再采用非轴对称结构进行优化.三维粒子模拟计算结果显示,在考虑二次电子发射的情况下,采用三级轴对称降压收集极的太赫兹行波管,最佳回收效率为79.30%,粒子回流率为3.12%,整管工作效率为4.47%;而当采用三级非轴对称结构降压收集极时,太赫兹行波管的回收效率升至89.50%,粒子回流率降至0.53%,整管工作效率为8.38%.采用非对称结构设计的降压收集极可有效提高太赫兹行波管的整管工作效率.