TM_(610)高次模圆柱谐振腔的模拟研究

根据电磁场理论设计了S波段TM610高次模圆柱谐振腔。运用HFSS,ISFELD3D,CST-MS及MAFIA软件计算了该谐振腔中TM610及其附近模式的电磁场分布、谐振频率及模式间隔。计算表明:TM610模式的电磁场集中在漂移管头周围的区域,谐振腔中心处无电磁场分布。根据TM610模式的特点,采取了在腔中心放置铁氧体微波吸收材料的方法来抑制杂模。HFSS模拟表明:腔内吸收材料可消除TM510模式外大部分杂模的影响。采用了在主谐振腔外加耦合吸收腔的方法来抑制TM510模式,该吸收腔基模TM010的谐振频率等于TM510的谐振频率。模拟表明:TM510模式的大部分能量可以被吸收腔内的铁氧体材料衰减掉,Q值从15 604下降到571。

同轴虚阴极微波输出模式分析

对不同透过率的阳极网进行实验研究,得到了主频为3.4 GHz和3.7 GHz的辐射微波,对同轴虚阴极内的电子束分布进行了分析。对同轴虚阴极内的本征模式进行了计算,并与实验结果进行比较。实验结果表明:网内电子束的分布对微波输出模式有重要影响;同轴虚阴极微波频率是阴阳极间距及谐振腔共同作用的结果;阳极网透过率对频率有显著影响,透过率越高,则微波频率相应提高。

预调制型同轴虚阴极振荡器数值模拟

提出一种高效率预调制型同轴虚阴极振荡器,进行了数值模拟研究。研究表明:径向束流预调制型同轴虚阴极振荡器利用在束-波互作用区加载金属圆环形成谐振腔,改变束-波互作用区的电场,对电子束进行调制。圆筒形金属形成的调制腔产生的电场既对电子束进行了调制,同时对微波频率进行了锁定,其谐振频率主要是由加载的金属圆筒的长度和两个圆筒之间的径向距离决定。经过优化设计,在600 kV,73 kA无外加引导磁场的条件下,预调制型同轴虚阴极振荡器获得了平均功率6 GW,频率为2.575 GHz的微波输出,效率达到13.94%。

同轴虚阴极谐振效应研究

中国工程物理研究院应用电子学研究所的一些实验表明由阳极反射板、阳极网和阴极发射的电子束形成的环状虚阴极围成的准谐振腔是决定同轴虚阴极输出微波功率和传输模式的关键所在.在二极管电压350kV,电流23kA条件下,获得了500MW的微波输出功率,能量转换效率约6.2%,工作频率3.3GHz,输出微波主要由TM01模式和TE11模式组成.对同轴虚阴极的谐振效应进行了分析.