一种超宽带双信道速调管输出回路的设计和实验

该文介绍了一种超宽带双信道速调管输出回路的设计思路和实现过程。以Ansoft HFSS软件为设计平台,在S波段设计出一个带宽超过550 MHz的超宽带双信道双间隙耦合腔输出回路。设计了信道转换机构,并分别确定了两个信道的谐振腔参数。得出了不改变两个谐振腔参数,只需调节耦合槽的尺寸就能够实现信道转换的结论。通过对HFSS软件建立的模型进行计算,得到了双间隙耦合腔输出回路中各模式的频率,与冷测结果基本一致。利用集中元件等效电路法计算了双间隙耦合腔输出回路的间隙阻抗,计算结果与冷测结果基本一致。     

双间隙双耦合口输出回路间隙阻抗的模拟计算

本文根据微波网络理论，建立了双间隙双耦合口输出回路间隙阻抗频率特性的冷测模拟计算方法。运用该方法，计算分析了某S波段双间隙双耦合口输出腔的间隙阻抗频率特性。结果显示，本方法与采用场分析法得到的结果符合良好。     

L波段多注速调管同轴线滤波器宽带输出回路的研究和设计

该文设计了一个相对工作带宽超过14％、可用于L波段多注速调管的宽带输出回路四耦合槽模强耦合双间隙腔加载同轴线滤波器,并对其进行详细地分析和计算。研究结果表明,在较低频率波段宽带速调管中,采用同轴线滤波器的宽带输出回路是完全可行的,并且具有更大的输出带宽潜力和较小的体积,特别有利于整管的小型化。     

Ka波段滤波器加载三间隙耦合输出腔的设计

扩展相互作用速调管(EIK)由多个重入式多间隙耦合腔构成,毫米波段高功率微波源的需求推动了Ka波段EIK的研制.分别利用等效电路理论和场分析方法推导了由三个同样间隙构成的三间隙耦合输出腔间隙阻抗实部的计算公式,然后应用等效电路方法获得了滤波器加载宽频带输出回路的基本参数,应用场分析方法设计了冷测带宽达4.6%的滤波器加载三间隙耦合输出腔结构,为宽频带EIK的研制打下坚实的基础.     

一种新型滤波器加载同轴复合腔输出回路

该文介绍了一种适用于 S 波段宽带多注速调管的新型滤波器加载同轴复合腔输出回路.根据耦合谐振腔理论对该输出结构进行了理论分析并给出其等效电路;采用3维电磁场仿真软件CST-MWS进行计算模拟,研究了输出腔间隙的场分布均匀性及输出回路间隙阻抗的频率特性.研究结果表明,采用该滤波器加载同轴复合腔输出回路不仅可以极大地降低多注速调管总体对高阴极发射电流密度的要求,而且在保证多注速调管128 MHz/dB带宽的同时输出腔间隙处的轴向电场有较好的均匀性.     

速调管截止波导滤波器型输出回路研究

对截止波导的滤波特性以及截止波导与TM010模单间隙腔耦合进行了深入研究,在这基础上设计出一个相对带宽5.6%的圆柱重入式单间隙腔加载截止波导滤波器型的L波段宽带速调管输出回路,并总结了截止波导段的长度和金属销钉的位置对输出腔间隙阻抗的影响规律.     

双间隙输出腔中形成单腔管振荡的可能性分析

 本文采用解析方法推导了2π模双间隙输出腔中电子注的小信号导纳公式,并根据双间隙输出腔形成单腔管振荡的条件,得到了单腔管振荡的起振电流计算公式.利用三维仿真方法定量计算了加载矩形波导的2π模双间隙输出腔的线路导纳,并以此确定2π模双间隙输出腔形成"单腔管振荡"的起振电流和振荡频率.计算结果表明:在电子注加速电压一定的情况下,电子注电流增大到一定程度,双间隙输出腔将会形成危害性较大的单腔管振荡;而且双间隙输出腔的单腔管振荡频率与电子注加速电压和电子注电流存在复杂的关系.与此同时,我们采用MAGIC粒子模拟程序进一步验证了双间隙输出腔中产生单腔管振荡的可能性问题,并得出其起振电流值,这一粒子模拟结果与解析计算结论基本相吻合.这些关于双间隙输出腔中有害的单腔管振荡形成过程和规律的研究结论,对于改善速调管双间隙腔输出电路的稳定性将具有重要意义.     

TM310高次模圆柱形谐振腔耦合矩形波导输出回路研究

设计了适用于多注速调管,工作在TM310高次模圆柱形谐振腔耦合矩形波导输出回路,其工作中心频率为7 585.3 MHz,计算了腔体内各漂移管间隙阻抗的频率特性,并分析了输出回路的输出带宽.研究结果表明: 在相同频率条件下,采用圆柱形TM310工作模式的谐振腔体积将是采用圆柱形TM010工作模式谐振腔体积的7倍;TM310高次模圆柱形谐振腔耦合矩形波导后,各漂移管特性阻抗与耦合前相比有稍微变化,但耦合后各间隙特性阻抗非常接近;反射系数相位法及等效电路法计算输出腔外观品质因数分别为为154和160,输出中心频率7 585.263 MHz,比耦合前腔体谐振频率降低26.525 MHz,输出带宽约为3%,因此,该类型输出回路比较适合用作高射频段的窄带多注速调管.     

矩形π-TM310模双间隙腔加载同轴滤波器型宽带输出电路的实验研究

本文详细介绍了矩形π-TM310模双间隙腔同轴滤波器型输出电路的实验研究过程,以及针对一些关键技术难点所采取的改进措施.测试数据显示,矩形π-TM310模双间隙腔与输出同轴线的耦合强度适中,其外观品质因数30左右,在加载同轴线之后各个电子注孔特性阻抗的均匀度仍然较好;矩形π-TM310模双间隙腔同轴滤波器型输出电路的输...     

X波段多注速调管双间隙输出腔设计和模拟

大功率速调管中输出腔影响着整管的效率和峰值功率。为了提高效率和峰值功率,本文对工作在X波段的同轴多注速调管双间隙输出腔结构进行研究,通过理论结合仿真优化,得出合适的双间隙输出腔结构。最后与单间隙结构进行对比,证实双间隙输出腔可以提高输出腔的特性阻抗,降低间隙电场,展宽输出带宽。     

宽带相对论速调管放大器输出腔模拟设计

为了展宽相对论速调管放大器的输出段带宽,设计了一种用于S 波段、10%带宽、相对论速调管放大器输出腔 结构。该结构采用重叠模双间隙腔,该腔有两个工作模式（0 模和π 模）。采用三维程序模拟分析发现：两个腔间的圆盘 半径增大时,0 模的谐频率几乎不变,π 模的谐振频率升高即模式间隔增大;当间隙长度增大时,模式间隔减小;当输出 耦合孔的角度在一定范围内由小变大时,模式间隔增大;输出腔半径增大时, 模式间隔减小。本文通过调节以上腔体尺寸 使两个工作模式的频率部分重合增加了输出腔的工作带宽。在束压850kV、束流7.6kA、基波调制深度为90%时、调制微 波频率为2.85GHz 时,采用三维PIC 程序模拟得到2GW 的输出微波功率,3dB 相对带宽约10%。     

多腔径向耦合输出系统的等效电路分析

多腔径向耦合构成的输出系统具有多个频率点(离散状态)的宽带特性,该文从等效电路的观点出发,给出了多腔径向耦合输出系统的等效电路,根据Kirchhoff定律建立了矩阵方程,导出阻抗矩阵,解出其系统的谐振频率,鉴于它的多模特点抽出它的典型状态推导出它的模式结构,揭示了径向耦合双腔的模式分布,反对称于轴向耦合双腔(双间隙腔),它是由2--2模构成。     

强耦合双间隙微波谐振腔的特性分析

该文设计了一类适合用于较低频波段宽带多注速调管的新型微波谐振腔强耦合双间隙腔,并采用了较精确的三维电磁场模拟计算程序ISFEL3D对其各种主要参数和特性做了详尽的计算和理论分析,结果表明,强耦合双间隙微波谐振腔工作于模时具有特性阻抗高而且体积小的突出优点,同时模频率与2模频率的间隔明显增大。另外,该文还利用两种常用的集总元件等效电路对计算数据和结论进行验证,并对两种常用的等效电路的精确度做了讨论。     

An impedance measurement method for double-gap klystron cavity

A new method has been developed for measuring the impedance of a two-gap cavity used in high-power klystrons. The principle is based on network analysis. The cavity under test is considered as a microwave network. The two gaps of the cavity and its output terminal are referred to as three ports. We then can use an impedance matrix to characterize this system, and the six independent impedance parameters can be found by measuring the input impedance seen from the output waveguide when the gaps are in different conditions; viz., either open, shorted, or perturbed. The gap impedance then can be deduced therefrom. It is shown that there are three impedances for a double-gap cavity instead of one for a single-gap cavity. Another problem dealt with here is how to evaluate the capacitance introduced by the perturbation. A few typical experimental results are presented.     

A self-excited drift-tube klystron frequency multiplier for use in generating millimeter waves

Theoretical and experimental considerations are presented in this paper for a self-excited frequency multiplier in which the fundamental oscillator is an integral cavity two-gap klystron and a harmonic resonator is placed at an appropriate position in the drift tube between the two gaps. This is a new device and it is called a drift-tube klystron frequency multiplier abbreviated as DTKFM. A general design procedure is given, based on both theoretical equations and experimental characteristics. Operation of the self-excited DTKFM with fundamental oscillations at 4 and 1 cm and harmonics at 1 cm and 5 mm respectively, is presented. The device is capable of generating larger CW output power at millimeter wavelengths than many existing devices.     

耦合强度对公共环形腔耦合式光纤激光器锁相性能的影响

利用公共环形腔耦合实现了两路光纤激光器的无源相位锁定,研究了激光器之间耦合强度对锁相性能的影响。环形耦合腔主要由两个22的光纤耦合器组成,其构成了激光器之间能量相互注入耦合的公共通道,并使它们获得了初步的相位同步。考虑到耦合强度主要由成环光纤耦合器的耦合比决定,建立了分析耦合强度影响的理论模型,并从理论上研究了耦合比的大小和差异对环内光强和输出光强的影响。此外,实验上实现了两路掺铒光纤激光器的有效相位锁定,并通过分析远场干涉光斑和输出功率研究了锁相阵列输出激光束的相干性和合成效率。研究结果表明:足够的能量耦合强度是获得有效相位锁定的必要条件,通过增加耦合比来增大耦合强度可以提高锁相阵列的相干性,但会略微降低合成效率。     

DFB光纤激光器最佳输出特性研究

采用传输矩阵法,对影响DFB掺铒光纤激光器输出功率的耦合因子、光栅长度进行了研究,数值分析了不同谐振腔损耗下最佳输出功率所对应的最佳光栅长度及耦合因子的变化。结果表明,在设计光纤激光器时,根据光纤光栅的制作损耗,优化光栅长度及耦合因子可以使光纤激光器的输出实现最佳化。这些结论对基于光纤激光器的结构优化具有指导意义。     

External Line-Cavity Wavelength-Swept Source at 850 nm for Optical Coherence Tomography

We constructed a novel and compact wavelength-swept laser source at the 850-nm region using an external line cavity in a modified Littman configuration filter. The angle alignment stability was improved by separating the function of output coupling and the wavelength selection of diffraction grating with gold coating. Our swept source produces laser output at the center wavelength of 849 nm and the average power of 2 mW with the full-width at half-maximum of 48 nm. The system performance is discussed and a two-dimensional image of a biological sample is presented     

带状注速调管多间隙输出腔的粒子模拟

带状注器件在高频率、高功率方向发展潜力巨大,而多间隙腔是提高效率和功率容量的有效手段。本文提出了一 种带状注速调管多间隙输出腔,并设计了一种Ka波段带状注速调管输出腔。此输出腔结构可以获得好的输出耦合特性, 以及理想的电场场形。最后通过MAGIC粒子模拟软件对电子注群聚,能量转换以及输出腔频谱特性等作了仿真和详细分 析,在中心频率获得了稳定的功率输出,互作用效率达到50%以上。