相速跳变优化Ka波段梯形线行波管效率研究

相速跳变技术是通过改变慢波结构的尺寸,从而改变慢波结构中微波信号的相速度,使其与互作用过后的电子注速度实现再同步,重新激励起有效的注-波互作用,实现输出功率的进一步提高。本文利用CST计算了不同周期长度的慢波结构的色散特性和耦合阻抗特性,在此基础上利用粒子模拟(PIC)技术计算了注-波互作用。为进一步提高行波管的电子效率,将相速跳变技术运用到Ka波段带状注三槽梯形线慢波结构行波管中。结果证实:对于周期均匀的慢波结构构成的第一种行波管,在33GHz频点处最大输出功率为10.15kW,电子效率为10.36%;而对于由1段周期跳变的慢波结构构成的第二种行波管,在33GHz频率处输出功率为12.09kW,电子效率为12.34%;两者相比,电子效率提高了1.98%。