强耦合双间隙微波谐振腔的特性分析

该文设计了一类适合用于较低频波段宽带多注速调管的新型微波谐振腔——强耦合双间隙腔,并采用了较精确的三维电磁场模拟计算程序ISFEL3D对其各种主要参数和特性做了详尽的计算和理论分析,结果表明,强耦合双间隙微波谐振腔工作于π模时具有特性阻抗高而且体积小的突出优点,同时π模频率与2π模频率的间隔明显增大。另外,该文还利用两种常用的集总元件等效电路对计算数据和结论进行验证,并对两种常用的等效电路的精确度做了讨论。

双间隙同轴腔加载波导滤波器输出回路设计

采用高次模同轴输出腔结构和双间隙耦合谐振腔电路结构是提高速调管频率、功率和带宽的两个重要方式。将这两种电路形式相结合,利用等效电路法推导了滤波器加载双间隙耦合输出回路的间隙阻抗实部计算公式。通过等效电路分析和3维电磁场计算软件模拟,研究了降低高次模式双间隙耦合输出回路外观品质因数的方法。最终设计加载滤波器使得输出回路模型带宽达到9.7%。

X波段相对论速调管放大器同轴双间隙输出腔输出特性

设计了工作在X波段的相对论速调管放大器同轴双间隙输出结构,并采用3维PIC程序对其进行了粒子模拟,分析了输出微波功率随直流渡越角、输出腔品质因数值等相关参数的变化,对输出腔体结构进行了优化设计。模拟结果表明:同轴双间隙输出结构可以降低束流的势能,增加束流与腔体的作用时间,提高速调管的微波提取效率。模拟中采用束压600kV、束流5kA、调制深度100%和峰值频率9.37GHz的电子束以及1T的轴向引导磁场强度,得到了周期平均功率1.2GW、峰值频率9.37GHz、效率40%的微波输出。

高次模多注速调管的矩形双间隙输出腔的研究

研究一种工作在TM_(120)^(2π)高次模的速调管矩形双间隙输出腔模型。运用Mafia三维电磁场计算软件对模型进行计算机模拟,得出TM_(120)^(2π)工作模式的频率、特性阻抗和场分布。加工了TM_(120)^(2π)高次模多注速调管双间隙输出腔模型并进行冷测试验,测试结果与计算相符,并对计算和测试结果进行了分析。对该模型的研究为进一步研制工作在TM_(120)^(2π)高次模多注速调管的高频输出系统提供了理论依据。

矩形π-TM_(310)模双间隙腔加载同轴滤波器型宽带输出电路的实验研究

本文详细介绍了矩形π-TM310模双间隙腔同轴滤波器型输出电路的实验研究过程,以及针对一些关键技术难点所采取的改进措施.测试数据显示,矩形π-TM310模双间隙腔与输出同轴线的耦合强度适中,其外观品质因数30左右,在加载同轴线之后各个电子注孔特性阻抗的均匀度仍然较好;矩形π-TM310模双间隙腔同轴滤波器型输出电路的输出频带较宽,在X波段有800MHz带宽,而且相频特性很好.这些测试数据与模拟计算结果一致,验证了关于矩形π-TM310模双间隙腔同轴线宽带输出电路的理论研究结论的正确性.此项实验研究结果充分说明,矩形π-TM310模双间隙腔同轴滤波器型输出电路有利于提高X波段大功率多注率速调管的效率和带宽,并且应用于实际研制工程也确实可行.

矩形π-TM310双间隙腔加载同轴滤波器型宽带输出电路研究

本文提出了矩形π-TM310双间隙腔加载同轴滤波器型宽带输出电路,并对其可行性进行了论证,对高次模双间隙腔中非工作模式的干扰程度和同轴线输出电路的功率容限等重要问题做了定量分析.我们通过调整矩形双间隙腔的长宽比例并采用凹入结构,明显扩大了π-TM310模与相邻非工作模的频率间隔,有效抑制了非工作模式的干扰;又采用了非常规的电子注孔布局,使各个电子注孔的特性阻抗更均匀,而且在加载同轴滤波器之后仍然很均匀.研究结果表明,经过优化设计的矩形π-TM310双间隙腔加载同轴滤波器型输出电路具有很宽的输出频带,在X波段相对带宽达到14%左右.但由于π模双间隙腔与同轴线的耦合口较小,而且该处还有短路销钉,导致其输出功率容限较低,约为几百kW.因此,该类输出电路比较适合于X波段或更高频段的中功率宽带多注速调管.

3-节滤波器型π-模双间隙腔加载同轴-矩形波导输出电路研究

该文提出了一种适合于低频段中等功率的宽带速调管的新型3-节滤波器型输出电路—π-模双间隙腔加载同轴-矩形波导输出电路,并对输出电路的性能以及各部分结构对输出腔间隙阻抗的影响规律进行详细研究。研究结果表明,同轴-矩形波导混合型输出电路不仅克服了低频段宽带速调管中输出波导尺寸太大而影响聚焦系统的困难,有利于提高电子注通过率和整管效率,同时还具有很好的输出带宽潜力和良好的高功率承受能力。

π-TM_(610)模同轴双间隙腔耦合同轴线输出电路

该文提出一种适合于X波段多注速调管的π-TM610模双间隙同轴腔的同轴线输出电路,并详细分析了其带宽和输出功率容限等重要性能,结果表明:π-TM610模双间隙同轴腔耦合同轴线之后,输出腔中各个电子注孔的特性阻抗仍然很均匀;但由于输出腔外观品质因数太大而且无法使其降低,导致输出频带较窄;输出功率容限则为1MW左右。因此它比较适合作为高射频段的高功率窄带多注速调管的输出电路。

双耦合同轴腔TM_(310)模加载空波导输出回路

设计了速调管的单间隙和双间隙圆柱同轴腔高阶TM310模式输出回路。为降低外输出腔的外观品质因数和增加腔内工作模式电磁场的均匀性,采用了在输出孔处腔内侧位置设置轴向短路金属线的措施。由等效电路理论分别计算了它们加载空矩形波导TE10基模时,腔内漂移管中心位置处的等效间隙阻抗及对应的输出带宽。计算模拟发现,与单间隙腔相比,双间隙腔具有较大的间隙阻抗及带宽。

适合于低波段宽带多注速调管的四耦合槽π模强耦合双间隙输出腔的设计和讨论

该文设计了一种适合应用于低波段宽带多注速调管的四耦合槽π模强耦合双间隙输出腔,并对其独特的优点做了详细的分析和讨论。

双层同轴腔交叉耦合的新型腔体滤波器

在耦合双间隙腔的基础上,提出了一种双层新型交叉耦合结构的腔体滤波器,利用couple-filter软件分析得出理论的耦合系数,通过在三维仿真软件HFSS建模、仿真和优化,实现了双层同轴腔体带通滤波器的整体设计.仿真结果显示,采用双层4腔的新型多腔滤波器的带宽、带外抑制和插入损耗等主要参数完全可以达到单层4腔滤波器的技术性能.该类新型腔体滤波器具有频带宽、带外抑制好、结构紧凑和形状多样化等多方面优点,将能更好地满足雷达或移动通信基站等各类微波通信系统的要求.

X波段多注速调管双间隙输出腔设计和模拟

大功率速调管中输出腔影响着整管的效率和峰值功率。为了提高效率和峰值功率,本文对工作在X波段的同轴多注速调管双间隙输出腔结构进行研究,通过理论结合仿真优化,得出合适的双间隙输出腔结构。最后与单间隙结构进行对比,证实双间隙输出腔可以提高输出腔的特性阻抗,降低间隙电场,展宽输出带宽。

0.3 THz TM_(10,1,0)模同轴耦合腔链

通过本征方程研究了工作在太赫兹(THz)频段的高次模同轴谐振腔,讨论了TMm,1,0模,TMm,2. 0模与TMm,1,1模的谐振频率与腔体的几何参数之间的关系,并给出了工作模式的选择依据。在此基础上,提出了一种新型的0. 3 THz TM_(10,1,0)模同轴耦合腔链,使用等效电路模型和CST-MWS软件对耦合腔链的色散特性、特征阻抗和电场分布等冷腔特性进行了分析和仿真,并着重分析和总结了耦合腔链的几何参数对色散特性和特征阻抗的影响。研究结果表明:对于工作在THz频段的高次模同轴耦合腔链,采用TM_(10,1,0)模为工作模式是合理的选择;工作于2π腔模的0. 3 THz TM_(10,1,0)模同轴耦合腔链具有较大的特征阻抗,但模式间隔较小,因此可将其应用于窄带太赫兹扩展互作用器件;增大高次模耦合腔链的耦合槽张角是增大模式间隔的最佳途径。

IH型结构的后加速器

在 4年时间内和德国慕尼黑技术大学合作研制成一台Interdigital-H型加速结构 (以下简称IH型结构 )的射频直线后加速器[1] 。叙述了该加速器的原理和结构 ,间隙电压的调整 ,束流动力学 ,射频系统及聚束器。在 84 .2MHz的谐振频率下 ,输入 3kW射频功率 ,它可以把质量数为 3的离子的能量从 340keV提高到 1.74MeV ,有效分路阻抗高达 4 0 8MΩ/m。用H+ 3 束一次调试出束成功 ,输出H+ 3 离子的能量达到设计值。该后加速器采用的二谐波双漂移聚束器 ,把束流聚集成宽度为 36 0 ps的束团 ,使加速腔的接受度提高到 2 4 0°。由于采用了双间隙型λ/ 4同轴腔结构 ,分路阻抗是慕尼黑以前所用的单间隙型的 4倍 ,而聚束系统占用的束线长度缩短到 2 0 %。