脊加载环板行波管高频特性的研究

脊加载环板行波管是一种频带相对较宽的大功率行波管,本文用场匹配和变分原理相结合的方法,研究了脊加载环板慢波结构的导波特性及这种行波管的小信号、大信号特性,讨论了结构的几何尺寸及电子注参量对慢波的传播特性、小信号增益及注-波互作用非线性效应的影响.本文的结果将为脊加载环板行波管的设计提供理论基础.     

电真空器件

001609835GHz 三次谐波低电压回旋管理论研究[刊]/黄勇//电子学报.—2000,28(3).—73～76(C)0016099脊加载环板行波管高频特性的研究[刊]/宫玉彬//电子学报.—2000,28(3).—64～68(C)脊加载环板行波管是一种频带相对较宽的大功率行波管,本文用场匹配和变分原理相结合的方法,研究了脊加载环板慢波结构的导波特性及这种行波管的小信号、大信号特性,讨论了结构的几何尺寸及电子注参量对慢波的传播特性、小信号增益及注-波互作用非线性效应的影响。本文的结果将为脊加载环板行波管的设计提供理论基础。参10     

脊加载环板行波管的理论与实验研究

脊加载环板行波管是一种频带相对较宽的大功率行波管 ,本文对脊加载环板慢波系统及其改进型进行了研究 ,理论与实验良好符合 ,实验表明脊加载环板慢波系统的改进型比脊加载环板慢波系统具有更宽的频带 ;同时对慢波系统采用等效线路模型 ,电子注采用二维圆环模型 ,研究了脊加载环板行波管的大信号特性 ,讨论了注波互作用的非线性效应。本文的结果将为脊加载环板行波管的设计提供理论基础。     

模式耦合理论在双电子注、多电子注行波管和返波管中的应用

本文从模式耦合的统一观点出发,研究了双电子注和多电子注行波放大管和返波振荡管的换能作用。文中首先推导出适用于完全分隔和完全混合的双电子注行波管和返波管的模式耦合方程和特性方程,并把Ash的结果延伸到具有分布损耗的情况。文中对全分隔双注返波管起振电流的理论值与实验值所进行的比较是令人满意的。本文还讨论了全分隔双注行波管的增益特性以及电子注间的分隔效应。文中最后研究了多注返波管的起振电流和多注行波管的增益特性,提供了有关的曲线和数据,可以作为实际设计和进一步研究的参考。     

环板行波管互作用区的热分析

本文运用热力学方法对环板行波管互作用区进行了详细的热分析,首先由热传导方程导出了求解热传导率随温度改变的部件温升的方程.为求解该方程,详细分析了各部件的几何因子,在此基础上,近似考虑界面热阻,给定单位轴向长度的耗散功率和几何参量,对各部件温升和环上的最高点温度进行了详细的数值模拟,分析了热的和几何的参量对环板行波管热状态的影响.本文的工作有益于环板行波管的设计,并可以推广到环板慢波系统的变态结构.     

0.41 THz折叠波导慢波结构分析与设计

在0.14 THz,0.22 THz和0.34 THz折叠波导行波管研制的基础上,讨论了0.41 THz折叠波导行波管慢波结构设计与加工的可行性,分析研究了折叠波导慢波结构弯曲处直角弯曲与半圈弯曲、方形电子注通道与圆形电子注通道对色散特性、耦合阻抗、带宽、冷损耗和增益的影响。考虑了慢波结构中增加理想衰减器对该行波管带宽和增益的影响,得到了0.41 THz折叠波导行波管慢波结构的初步设计方案,为太赫兹折叠波导行波管的继续发展打下了一定基础。     

电真空器件

0210526相对论行波管色散特性分析〔刊〕/谢鸿全//强激光与粒子束.-2002,14(1).-11l～114(K) 数值计算了一种填充等离子体的波纹波导结构的行波管,在强引导磁场下,被一环形相对论电子注驱动的小信号增益。详细地分析了等离子体的浓度、电子注的电压、电流及其在慢波结构中的传输位置对行波管的增益、带宽和中心频率的影响。参12     

多注太赫兹折叠波导行波管的设计与模拟

为解决太赫兹(THz)行波管工作电流过小、输出功率低等问题,提出了基模多注工作模式的折叠波导行波管(TWT)。首先,获得了基模多注折叠波导色散特性;然后,对基模多注折叠波导的传输特性进行了模拟计算;最后,完成了0.14 THz基模多注折叠波导行波管的注波互作用特性分析。电子注参数为12 m A,15.75 k V时,获得的3 d B带宽为25 GHz(128 GHz~153 GHz),最大增益为33.61 d B,最大峰值功率为23 W;电子注参数为30 m A,15.75 k V时,在0.14 THz处获得了38 d B增益,最大脉冲输出功率为63.1 W。该方法能够有效增大THz行波管的工作电流,提高互作用增益及效率、3 d B带宽、输出功率;在增益相同时,基模多注行波管可以做得更短、更紧凑。     

电子注偏心对共焦波导回旋行波管的影响

利用线性和非线性理论研究了电子注偏心对0.22 THz回旋行波管注波互作用的影响。基于色散方程研究了电子注偏心对线性增益、绝对不稳定性的起振电流和返波振荡的起振条件的影响。引入自洽非线性理论,分析了电子注偏心对输出功率和注波互作用效率的作用。同时,在考虑速度离散的情况下,研究了电子注质量对共焦波导注波互作用的影响。结果表明,电子注偏心会导致效率的降低。     

带状注交错双栅行波管的非线性分析

给出了适用于描述带状注行波管中电子注与慢电磁行波非线性互作用的全三维自洽方程组, 包含场的激发方程、 电子运动方程、电子相位演化方程和能量转化方程。将电子注划分为―粒子线‖的形式,结合交错双栅慢波结构中三维线 路场的形态分布,运用自洽方程组,对0.22THz 带状注交错双栅行波管进行了非线性分析。     

Analysis of the instability in relativistic traveling wave tube

The relativistic traveling wave tube is an important high power microwave source. The corrugated cylindrical waveguide is usually used as slow wave structure of this device. Starting from wave equation and using boundary conditions, dispersion relation is derived for the corrugated waveguide, in which an intense relativistic electron beam propagates along the axis. Two cases which are shorter period and longer period are discussed in this paper respectively. The small signal gain of the relativistic traveling wave tube is analyzed and some conclusions are drawn. The analysis method presented in this paper can be extended to other types of slow wave structures of relativistic traveling wave tube.     

Analysis of a dielectrically loaded traveling wave tube

A circular waveguide periodically loaded with dielectric disks forms a slow wave structure which can be used in a traveling wave tube. For solid disks, the field pattern in the guide can be determined exactly and the characteristics of the structure, when used as a traveling wave tube, can be predicted using Pierce's small signal theory. The gain, bandwidth, operating frequency, and required beam voltage have been calculated for a wide range of structure dimensions. The power capability of the disk-loaded guide is also discussed.     

Large Signal Analysis and Computation for Millimeter Wave TWTs

The large signal operating equations are described by charge plate model in traveling wave tube (TWT). The large signal nonlinear equations have been solved by calculating inductive current of electron beam, circuit voltage exited by electron beam, beam velocity and phase affected by circuit field. The calculating results are given for Ka-band TWT in the paper.     

大轨道回旋行波放大器非线性理论及电子注偏心的影响

建立了大轨道电子注回旋行波放大器的非线性理论,并考虑了电子注偏心时的情况.利用该理论分别研究了大轨道电子注偏心对工作模式和返波振荡模式的影响.结果表明,对于工作模式,偏心导致放大器的平均单位长度增益下降,而对于返波振荡模式来说,偏心导致了可能存在的振荡模式发生变化,使得大轨道电子注偏心时的模式竞争更加复杂.     

G波段行波管电子枪设计与实验

设计了用于G波段行波管的聚焦极调制皮尔斯电子枪,电子注电压20 kV,电流50.9 mA,注腰半径0.056 mm,射程10.3 mm。利用热-结构耦合分析和电子注轨迹仿真方法,分析了热形变对电子枪性能造成的显著影响。为了消除电子枪热形变的影响,设计了装配模具进行补偿,并得到了实验验证。该电子枪已用于多种G波段行波管,解决了关键部件技术问题。     

带状束矩形栅毫米波行波管的研究

为了克服单模近似法(SMA)在分析矩形栅慢波系统高频特性的局限性,用“本征函数法”得到了其色散特性,进而求得耦合阻抗.并针对矩形栅的两种典型结构(浅槽栅和深槽栅)进行数值计算,分析了金属栅的几何尺寸对系统高频特性的影响.设计出3 cm、8mm波段的矩形栅模型,进行实验测量,实验值与理论值符合良好.导出了考虑电子注时的“热”色散方程,得到其小信号增益,讨论了电子注参数和慢波电路几何尺寸对小信号增益的影响,为矩形栅慢波系统行波管的设计提供了理论基础.     

Computation for the gain of ridge loaded ring-plane traveling wave tube

The ridge loaded ring-plane traveling wave tube can provide high output power in a relatively broader bandwidth. The dispersion relation for the interaction between the electron beam and the symmetrical mode propagating in this slow wave circuit is obtained, by means of the Variational method. The method to calculate the arbitrary order Bessel function with complex argument is discussed. The three dimensional trajectory graph of the Bessel function with complex argument is plotted. The instantaneous operating bandwidth can be estimated in terms of the relation between of the gain and frequency.     

W波段带状注速调管电子光学系统的研究进展

带状注速调管以其在毫米波段可获得高功率和高增益输出,以及小型化、紧凑型、平面微加工成形等的技术优势而备受国际前沿领域广泛关注。本文重点给出了正在开展的W波段带状注速调管的研究工作,通过采用均匀场聚焦的带状电子注的方式,研制出了椭圆截面带状电子注成形与传输的束流样管。通过实验测试获得的电子枪压缩和成形的带状电子注截面为10 mm×0.7 mm,且在电子注电压为20~82 kV,电流0.5~4.27 A时,长度为100 mm的漂移通道内电子注传输的直流通过率达到98%以上,从而验证了采用均匀场传输带状注的方案是完全可行的。