Ku波段径向线相对论速调管放大器的仿真与设计

作     者：阳福香 党方超 贺军涛 巨金川 张晓萍 Yang Fuxiang;Dang Fangchao;He Juntao;Ju Jinchuan;Zhang Xiaoping

作者机构：国防科技大学前沿交叉学科学院长沙410073 

出 版 物：《强激光与粒子束》 (High Power Laser and Particle Beams)

年 卷 期：2020年第32卷第10期

页      面：38-43页

核心收录：

学科分类：080903[工学-微电子学与固体电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(61901485 61771481) 

主　　题：高功率微波 Ku波段 径向线相对论速调管放大器 粒子模拟 

摘      要：高频段相对论速调管放大器(RKA)是近年来高功率微波领域的研究热点之一,其发展主要受限于模式竞争、相位抖动和效率偏低等问题。设计了一种径向线RKA,主要由输入腔、两组非均匀双间隙群聚腔和三间隙提取腔等四部分构成。通过比较单双间隙群聚腔与电子束互作用的耦合系数,说明了非均匀双间隙群聚腔具备对电子束较强的调制能力。前端加载TEM模式反射器的非均匀双间隙群聚腔的工作在TM01-π模式,Q值较大,有利于谐振腔之间的能量隔离。采用两组非均匀双间隙群聚腔级联的方式,在注入功率仅10 kW情况下,实现短漂移管长度下电子束深度群聚达110%。粒子模拟结果表明,该器件具有效率高的优点,在电子束电压400 kV,电流5 kA,磁场强度0.4 T条件下,得到功率825 MW,频率14.25 GHz,效率41%的微波输出。