全腔提取相对论磁控管输出结构的设计和优化

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中文摘要：为减小器件的体积和重量,提高器件的实用性,对全腔提取半透明阴极相对论磁控管进行了理论分析和数值模拟.采用全腔输出结构后,器件互作用区径向半径显著减小,轴向长度也有较大幅度缩短.通过对输出结构的参数优化,在注入电子束电压和电流分别约为395kV和5.6kA,外加磁场为4.75kGs时,模拟在S波段获得了效率约50％的微波输出,输出功率达到1.15GW.由于输出结构为三个相对独立的扇形波导,为满足一般应用,提出了两种输出模式转换结构.首先研究了输出区由三个扇形输出波导分别变换为矩形输出波导的可行性.研究结果表明:注入扇形波导中的TE11模式波几乎全部转换为矩形波导中的TE10模式.其次研究了将三个扇形波导角向逐渐增宽从而渐变或者直接突变为一个同轴波导的情况.研究结果表明:输出微波功率转换率大于90％,输出模式主要是TEM模.实际应用时,可根据需要选择上述输出模式转换结构.

作者：

Yang Wenyuan、杨温渊、Dong Ye、董烨、Dong Zhiwei、董志伟

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作者单位：

北京应用物理与计算数学研究所,北京,100094

关键词：

相对论磁控管输出结构优化设计半透明阴极全腔耦合

主办单位：

中国核学会

四川省电子学会

会议名称：

第五届全国脉冲功率会议

会议时间：

2017-08-15

会议地点：

西宁

会议母体文献：

第五届全国脉冲功率会议论文集

页码：

902-911

出版时间：

2017