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具有Bragg反射器的相对论同轴慢波结构振荡器研究
高功率微波器件是微波技术的重要研究方向,而相对论同轴波纹慢波结构振荡器是一种重要的且有较好发展前景的微米波器件。本文从理论分析和粒子模拟两方面对具有Bragg反射器结构的相对论同轴波纹慢波结构振荡器进行深入研究。 ...
邢春超
关键词:色散特性
文献传递
梯形波纹同轴慢波结构色散特性及其纵向谐振特性(英文)
2009年
利用傅里叶级数展开,给出了一种求解梯形慢波结构表达式的方法。通过数值模拟,研究了级数展开次数对求解精度的影响。当级数为10阶时,线型拟合而成的结构与原结构吻合较好。利用此表达式数值求解了色散方程,得到两个最低阶模quasi-TEM模和A模。分析了为实现电子束与quasi-TEM模的-1次空间谐波相互作用慢波结构参数所需满足的条件,并指出利用此条件下纵向电场具有表面波的特点可实现横向模式选择。采用S参数理论研究有限长慢波结构的纵向谐振特性,提出在同轴慢波器件中加入同轴引出结构可减少所需慢波结构周期数,这不但使器件结构更为紧凑,还可避免纵模竞争从而提高器件效率、稳定产生微波频率。在此基础上设计了一种L波段同轴相对论返波振荡器,采用KARAT 2.5维全电磁粒子模拟程序研究了器件内束-波作用的物理过程。模拟结果表明,该器件具有径向尺寸小、束-波作用效率高的特点。在电子束能量700keV、电子束流11.5 kA的条件下,器件在频率1.6 GHz处获得较高的微波输出,饱和后微波的平均功率达2.60 GW,平均效率约为32.3%。
葛行军钱宝良钟辉煌汪伟杨杰陈旭杨一明
关键词:高功率微波同轴慢波结构相对论返波振荡器色散特性
大直径波纹内导体同轴慢波结构特性的研究
2008年
提出了易以加工的大直径波纹内导体相对论返波振荡器慢波结构,推导了这种慢波结构的冷色散方程和耦合阻抗计算公式,数值计算并详细分析了相关结构参数对TM0n模式色散曲线分离度以及TM02模式的高频场耦合阻抗的影响.结果表明:慢波结构周期、波纹深度以及电子注平均半径都对高频场耦合阻抗有影响;这种慢波结构在抑制模式竞争、以及在低引导磁场下工作等方面都有较大的优势.
于新华蒙林鄢扬袁家德蒲友雷顾小卫
关键词:耦合阻抗低磁场
充空气的同轴慢波结构高功率微波器件粒子模拟被引量:3
2007年
粒子模拟了电子碰撞空气产生的等离子体对同轴慢波结构高功率微波器件的影响,并且在充空气条件下对器件结构参数进行了进一步优化。模拟表明,气压越高,产生的二极管电流越大,二极管电压越低,频率越低。等离子体离子对电子束的空间电荷中和及等离子体电子对微波的能量吸收共同影响输出微波功率的大小。在一定的气压范围内,提高气压能够提高输出功率,此时等离子体离子对电子束的空间电荷中和起主导作用。气压高于一定值时,所产生的等离子体电子强烈吸收微波,输出功率迅速下降,甚至引起脉冲缩短。此外,由于等离子体的存在,器件最佳相互作用区长度以及最优端面反射系数均有可能发生改变。最后还对慢波结构周期数以及漂移段长度等进行了研究,优化的器件内、外导体周期数为11和8.5,慢波结构前端以及内外慢波结构末端分别接4,17和2 mm的漂移段,在气压4 Pa下获得了1.64 GW的输出功率,效率39%。
肖仁珍刘国治林郁正
关键词:高功率微波同轴慢波结构等离子体
新型同轴慢波结构特性的研究被引量:9
2006年
为了克服因增加返波管功率容量而引起的模式竞争问题,提出了波纹内导体同轴慢波结构,导出了该结构在冷腔时的TM0n模式色散方程,并数值计算和分析了该结构的色散特性。分析结果表明:采用该结构的返波管能够很好地改善模式竞争。
于新华蒙林鄢杨张红卫胡庆
关键词:波纹内导体同轴慢波结构色散方程
充空气的同轴慢波结构高功率微波器件粒子模拟
通过粒子模拟,研究了电子碰撞空气产生等离子体对同轴慢波结构高功率微波器件的影响,并且在充空气条件下对器件结构参数进行了进一步优化.模拟表明,气压越高,产生的二极管电流越大,二极管电压越低,而频率越低.在一定的气压范围内,...
关键词:同轴慢波结构等离子体微波器件电子碰撞
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同轴慢波结构相对论高功率微波产生器理论分析被引量:13
2006年
推导了同轴波导的空间电荷限制流,其值大于圆波导的空间电荷限制流。因此在阴极电势和束流相等的情况下,同轴波导中的束流具有更高的动能,同轴器件有可能获得更高的微波转换效率。理论推导出同轴慢波结构中考虑束流空间电荷影响的色散方程,利用Matlab进行了编程求解。不考虑束流空间电荷影响时,编程计算结果与Superfish模拟结果一致。由考虑束流空间电荷影响的色散方程数值计算结果,可知文献中提出的同轴慢波结构相对论高功率微波产生器工作在准TEM模的π模,频率为7.67 GHz,峰值时间增长率较高,电子束损失的能量与其初始能量之比为34%。这些结果均与文献中的数值模拟结果一致。同时理论分析说明该种器件无论在能量转换效率,还是在产生微波脉冲的上升时间上均具有优势。
肖仁珍刘国治林郁正陈昌华
关键词:高功率微波同轴慢波结构色散曲线
同轴慢波结构相对论高功率微波产生器初步实验研究被引量:12
2006年
对一种同轴慢波结构相对论高功率微波产生器进行了初步的实验研究。利用数值模拟优化得到的结构,建立了实验装置。初步实验结果表明:该种器件具有微波产生效率高的优点,在实验系统并没有达到优化状态的情况下得到的微波转换效率达28%,峰值功率约为1.3 GW。微波频率基本不随二极管电压变化,约为7.7 GHz,这与文献中数值模拟给出的结果一致。
肖仁珍刘国治林郁正陈昌华邵浩胡咏梅王宏军
关键词:高功率微波同轴慢波结构数值模拟
波纹内导体同轴慢波结构特性的研究
为了克服因增加返波管功率容量而引起的模式竞争的问题,我们提出了波纹内导体同轴慢波结构, 导出了这种结构在冷腔时的TMOn模式色散方程,数值计算了不同参数下此结构的色散曲线并与相同外壁内径下空心波纹慢波结构色散曲线作了比较...
于新华蒙林鄢杨张红卫
关键词:波纹内导体同轴慢波结构色散方程
文献传递
同轴慢波结构相对论切伦柯夫发生器理论和实验初步研究
本文推导了同轴慢波结构的色散方程,由色散方程的数值计算结果,可知器件工作在准TEM模,工作点为π模点,频率为7.61GHz,峰值时间增长率较高,器件上升时间较小,电子束损失的能量与其初始能量之比为41﹪.实验中,在二极管...
肖仁珍刘国治陈昌华邵浩
关键词:高功率微波同轴慢波结构色散特性
文献传递

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葛行军
作品数:134被引量:30H指数:4
供职机构:国防科学技术大学
研究主题:相对论返波振荡器 阴极 高功率微波 螺线管磁场 慢波结构
钱宝良
作品数:242被引量:310H指数:8
供职机构:国防科学技术大学
研究主题:高功率微波 相对论返波振荡器 脉冲功率技术 慢波结构 脉冲形成线
高梁
作品数:12被引量:7H指数:2
供职机构:国防科学技术大学
研究主题:相对论返波振荡器 高功率微波 同轴慢波结构 同轴相对论返波振荡器 紧凑型
钟辉煌
作品数:170被引量:427H指数:12
供职机构:国防科技大学
研究主题:高功率微波 相对论返波振荡器 磁绝缘线振荡器 慢波结构 长脉冲
肖仁珍
作品数:58被引量:68H指数:5
供职机构:西北核技术研究所
研究主题:相对论返波管 高功率微波 输出波导 慢波结构 电子束