用于回旋速调管的新型开放式球形谐振腔

作为毫米波、亚毫米波源的回旋速调管工作于W波段及以上波段时,如何提高输出功率和工作效率是回旋管研究的重点.对开放式球形腔TE谐振模式的特点进行了理论分析,并与圆柱谐振腔TE模式进行了比较,通过计算模拟对比了二者谐振腔的电场能量分布特点.与圆柱谐振腔TE021模式相比,在电子通过区域,开放式球形腔内TE102谐振模的高频...     

W 波段五腔回旋速调管放大器的设计

W 波段回旋速调管具有高增益和高输出功率的特点,在军用雷达方面有广泛的应用。本方利用电磁粒子模拟 软件CHIPIC 设计了一个W 波段五腔回旋速调管,优化了互作用电路的结构和工作参数,分析了电子注与场的换能 过程以及工作频率对输出效率和增益的影响。该管的工作模式为TE01 模,当工作电压为70kV、电流为6A、频率为 93.8GHz 时获得了167.3kW 的最大输出功率和39.8%的工作效率。当工作频率为93.65GHz 时取得了50dB 的增益和 400MHz 的带宽。该模拟结果对回旋速调管在雷达方面的应用提供了理论依据。     

W波段回旋速调管输入耦合器的优化设计

该文对应用于W波段TE01模回旋速调管的输入耦合器进行了理论分析,初步得到了输入耦合器的结构尺寸,利用3维电磁模拟软件CST,HFSS与FEKO对其进行了仿真与优化。研究了耦合孔长、宽和圆柱腔半径对耦合器谐振频率及Q值的影响,并对耦合器内腔工作模式的纯度进行了计算。结果表明,在W波段该耦合器能够激励起TE01模,谐振频率为93.55 GHz,外观品质因数为145,耦合器内腔工作模式纯度达到99%,满足设计要求。     

耦合双腔回旋管的束波互作用分析

本文导出了回旋管中电子与高频场同步互作用方程的普遍形式,考虑了导引中心漂移和场分布相位变化的影响,利用一个双腔回旋管模型,通过调节场分布f(z),计算了TE021模二次谐波单模工作时的互作用效率。计算表明,对=1.5,效率可高达53％。我们还讨论了双腔结构的特点;对单、双腔电子群聚过程进行了比较;分析了导引中心漂移和场分布相位对互作用的影响。     

Ka波段TE_（01）模回旋速调管带新型渐变段输出腔设计

利用正余弦拟合的方法和半径渐变波导的耦合波理论,设计出一种Ka波段TE01模回旋速调管带该新型渐变段输出腔。通过Matlab数值计算和HFSS仿真优化,研究了该新型渐变段的传输参数、反射参数、对杂模的抑制等性能指标。仿真结果表明：在渐变段长度为80mm、口径由14mm变化到32mm的情况下,在33～35GHz的范围内该新型渐变的传输参数大于-0.016dB,反射参数小于-55dB,对TE02模的耦合为-25dB和对TE03模抑制在-55dB以下;而该输出腔的中心频率为34.075GHz,Q值为109.6,工作模式TE01模式的模式纯度大于0.94。     

相对论回旋电子注与驻波场互作用的数值计算

本文从相对论电子运动的基本方程推导出横电(TE)模式下回旋电子注速度相位空间的运动方程。它们适合于回旋振荡管互作用空间的数值计算。对于频率为10GHz的变截面腔TE_(011)场型,工作在回旋基波的回旋振荡管的计算,获得了电子效率为57％和轨道效率为72％的结果。对于频率为35GHz均匀截面腔TE_(021)场型,二次回旋波的回旋振荡管得到了电子效率为26％和轨道效率为40％的结果。文中还讨论了开放式谐振腔纵向场分布函数G(T)、腔体内场幅E_0、电子注半径R_b和轴向磁场B_0等因素对回旋管参量的影响,并给出了相应的结果。     

34GHzTE01模基波回旋速调管高频系统设计与实验

利用场匹配理论,建立了具有突变结构谐振腔的级联散射矩阵。通过数值计算,研究了具有突变结构谐振腔中各模式的反射相移随漂移段半径变化、工作模式的反射相移随腔体半径的变化、腔体中各模式的传播常数随腔体半径的变化、谐振腔的腔体长度和半径的关系,并完成了Ka波段TE01模回旋速调管的输入腔、群聚腔、输出腔的设计。同时给出了一支Ka波段TE01模四腔基波回旋速调管高频系统和整管的优化设计方案。PIC模拟表明：在中心频率34GHz,注电压70kV,注电流11A的情况下,获得了输出功率390kW,饱和增益42.9dB,电子效率50.6%,3dB输出带宽360MHz的结果。 通过样管的热测实验显示在34GHz,注电压70kV,注电流11A,获得了301kW的稳定输出脉冲峰值功率,41.8dB的增益,39.1%的效率,285MHz的3dB输出带宽。     

Ka 波段TE02 模回旋速调管带正弦渐变段输出腔研究

利用模式展开与场匹配理论,建立了具有突变结构的开放式波导谐振腔的级联散射矩阵,在此基础上编写Matlab计算程序,通过数值计算,分析了回旋速调管输出腔的腔体长度和半径变化、输出耦合孔的半径和厚度变化、正弦渐变段的长度和起始半径的变化等对输出腔的品质因数和频率的影响,并分析了正弦渐变段的长度和起始半径的变化对反射参数和对杂模的影响。给出了中心频率35.02GHz、Q值为110.1、TE02模带正弦渐变段输出腔的设计参数。同时,在三维高频分析软件HFSS中建立三维模型,进行仿真对比,结果表明:数值计算与三维高频软件仿真结果基本吻合。     

新型回旋速调管放大器链式群聚腔的模拟与设计

对新型回旋速调管放大器的链式群聚腔—TE模簇腔进行研究，通过三维电磁模拟对其进行分析和计算，讨论了损耗介质对群聚腔Q值的影响，以及内外腔耦合孔数量对谐振特性的影响．模拟计算结果和冷测实验吻合得很好．最后，为正在研制中的Ka波段三次谐波倍增回旋速调管放大器设计了一种链式群聚腔。     

关于电子回旋频率对单腔回旋管参数影响的实验研究

本工作研究了在H02模二次回旋谐波工作的8mm单腔回旋管中,电子回旋频率磁场对振荡幅值、输出功率、工作频率、频谱、工作电压和振荡区等主要参数的影响。利用高稳定的电子回旋频率可使该类器件的频率稳定度达10-5量级,频谱宽度和频谱漂移小于1.5MHz。还为实际应用该类器件提供了有用的数据。