S波段磁控管阴极预群聚技术机理研究

阴极预群聚技术对磁控管的振荡建立过程具有显著的影响,但其作用机理仍然需要进行深入研究。本文对采用角向均匀分布的圆柱形多发射体阴极进行数值模拟,分析了互作用空间场分布及空间电子的运动规律,揭示了多发射体阴极与实体圆柱体阴极在磁控管的起振过程中存在显著差异。多发射体阴极的静电场角向分量与偏置磁场引入的洛伦兹力增强了初始阴极发射的电子向阳极漂移的能力。多阴极磁控管电子轮辐的外边缘更贴近阳极表面,群聚的电子在角向上具有周期性连续变化的速度分布,使得电子与高频场的能量交互更加充分。引入阴极预群聚技术的五阴极磁控管具有起振时间快、输出功率大、效率高等优点,从空间电场分布规律可知,阴极预群聚技术可降低布里渊半径,减少空间电荷对磁控管输出性能的影响。