L波段相对论速调管输入腔研究

介绍Ｌ波段强流相对论速调管放大器输入腔的数值分析、新型的结构设计和实验调试及其应用等方面的情况，对输入腔进行了特别的结构设计，解决了大耦合孔对谐振腔参数的不良影响，设计符合ＲＫＡ应用的要求。均匀电子束经过输入腔后，得到了约６％的最大基波调制电流深度。

Theoretical investigation of an electron beam propagating through a wide gap cavity

This paper presents a self-consistent nonlinear theory of the current and energy modulations when an electron beam propagates through an inductively-loaded wide gap cavity. The integro-differential equations axe obtained to describe the modulation of the beam current and kinetic energy. A relativistic klystron amplifier （RKA） model is introduced, which uses an inductively-loaded wide gap cavity as an input cavity. And a numerical code is developed for the extended model based on the equations, from which some relations about the modulated current and modulated energy are numerically given.

高增益相对论速调管放大器杂模振荡抑制研究

由于杂模在高增益相对论速调管放大器中很容易激发,而且严重影响工作模式的束波互作用,因此,杂模抑制在高增益相对论速调管放大器中非常重要.杂模的激发不仅影响高增益相对论速调管放大器的正常工作,而且导致脉冲缩短等,大大降低速调管的工作性能.本文结合粒子模拟深入研究了杂模产生的机理,建立了激发杂模振荡的腔间耦合模型及其相应的等效电路,由此给出了杂模激发的起振电流公式和抑制措施,并且在PIC模拟中进行相应的模拟验证和优化处理,最后,在千瓦级驱动源驱动下,实验上实现了对杂模的控制,得到微波功率0.98GW,脉冲宽度100ns的实验输出.

导电栅网对相对论速调管中电子束的约束作用

介绍利用导电栅网约束相对论速调管（ＲＫＡ）中强流电子束的理论分析及实验结果．用近似的空间电荷场分布分析导电栅网约束实心电子束稳定传输时的电子运动情况，讨论束流稳定传输的条件；并介绍在一台直线感应加速器上利用导电栅网约束未调制强流束（约４００ｋＶ，２５ｋＡ）长距离（约６０ｃｍ）传输的实验结果，同时给出利用导电栅网约束ＲＫＡ中调制电子束的实验结果．理论分析及实验研究表明，导电栅网对实心束的约束作用对电子束能量相对不敏感；导电栅网可有效地用于ＲＫＡ中取代磁场系统约束强流相对论电子束．

相对论速调管中间腔与调制电子束间的非线性互作用

在强流相对论电子束驱动的相对论速调管放大器中,由于强流和高场强的影响,尤其是中间腔具有高Q值,微波腔与电子束之间的非线性作用很明显,严重影响器件性能.根据麦克斯韦方程组以及电子在微波场作用下运动方程给出了中间腔的束-波互作用自洽方程.从这些方程出发,研究了调制深度和调制频率对间隙电压幅度和相位的影响.对比常规速调管的等效电路模型,自洽公式给出的间隙电压幅值同粒子模拟结果更接近,尤其是较高调制深度的情况.同时器件带宽随调制深度的增加而变宽,这也同粒子模拟结果一致.由此设计了一个S波段高增益相对论放大器,在LTD(长脉冲螺旋线)加速器上开展了相应的实验工作,实验上获得了1.1GW的输出功率,器件增益49dB.