K波段同轴渡越时间振荡器研究

作     者：于状 巨金川 张威 周云霄 李莹 何昌杰 姚宏涛 YU Zhuang;JU Jinchuan;ZHANG Wei;ZHOU Yunxiao;LI Ying;HE Changjie;YAO Hongtao

作者机构：国防科技大学前沿交叉学科学院长沙410073 

出 版 物：《现代应用物理》 (Modern Applied Physics)

年 卷 期：2023年第14卷第4期

页      面：131-137页

学科分类：080904[工学-电磁场与微波技术] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 

基　　金：脉冲功率激光技术国家重点实验室基金资助项目(SKL20212R04) 

主　　题：K波段 渡越时间振荡器 梯形结构 两级调制 双通道分布式能量提取 

摘      要：为增大高频段器件的输出功率,基于电子束调制深度与器件功率容量两个因素,设计了一种K波段高功率同轴渡越时间振荡器。采用高外观品质因数Qe值的三间隙矩形调制腔与低Qe值单间隙梯形调制腔级联的两级调制结构,提高了电子束调制深度;采用双通道分布式能量提取结构,增大了器件功率容量。利用粒子模拟软件对所设计的器件进行了仿真和优化,仿真结果表明:在二极管电压为500 kV,二极管电流为10 kA,外加导引磁场磁感应强度为0.74 T的条件下,获得了2.2 GW的微波输出功率,束波功率转换效率达44%,输出微波频率为18.55 GHz,且频谱纯净。