螺旋波纹波导回旋行波放大器的研究

介绍了一种工作频率范围在200~220 GHz,输出功率为7 kW的回旋管行波放大器。70 keV、1.5 A、大回旋电子束的回旋模式的三次谐波与五折螺纹波导互作用区域中传播的类TE 31模式发生共振相互作用,实现宽带放大。大回旋电子束由一个磁会切(CUSP)电子枪所产生,所设计的类TE 31模式具有理想的色散特性,其色散特性通过理论预测,计算机模拟和实验相结合来设计优化。三维粒子仿真(CST PIC)模拟得到了输出功率和增益分别为约7 kW和51.5 dB,输入信号功率为50 mW,3 dB瞬时增益带宽约为20 GHz。

基于263 GHz回旋行波放大器的带栅Cusp电子枪研究

基于实验室的超导磁体,为工作在263 GHz的回旋行波放大器设计了一个电子枪。通过对电子枪的理论分析以及结合MATLAB、POISSON SUPERFISH和Trak Charged Particle Toolkit进行了大量的模拟计算,讨论了不同的结构参数和磁场对电子注的横纵速度比及其零散的影响,确定了磁场和发射极的参数值并加快了大回旋电子注性能参量的优化,得到符合设计要求且具有工程实际应用的带栅电子枪。在超导磁体中主线圈、收集极线圈和阴极线圈的电流为51.253 A时产生的磁场分布中,该电子枪预计能够在偏置电压为1 kV和一定初始发射角零散的情况下产生25 kV、0.5 A、横纵速度比为1.1、横纵速度比零散为6%的大回旋电子注。当带栅电子枪处于偏置电压为-64 V以下时,电子注被完全关断。