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Design and preliminary test of a 105/140 GHz dual-frequency MW-level gyrotron

Plasma Science and Technology 2022年第3期24卷 162-169页

作者： Linlin HU Dimin SUN Qili HUANG Tingting ZHUO Guowu MA Yi JIANG Shenggang GONG zaojin zeng Zixing GUO Chaohai DU Fanhong LI Hongbin CHEN Fanbao MENG Hongge MA Institute of Applied Electronics Academy of Engineering PhysicsMianyang 621900People's Republic of Chian Peking University Beijing 100871People's Republic of China

A dual-frequency(105/140 GHz)MW-level continuous-wave gyrotron was developed for fusion application at Institute of Applied Electronics,China Academy of Engineering *** gyrotron employs a cylindrical cavity working in the TE18,7 mode at 105 GHz and the TE24,9 mode at 140 GHz.A triode magnetron injection gun and a built-in quasi-optical mode converter were designed to operate at these two *** the proof-test phase,the gyrotron was equipped with a single-disk boron nitride window to achieve radio frequency output with a power of~500 k W for a short-pulse *** the preliminary short-pulse proof-test in the first quarter of2021,the dual-frequency gyrotron achieved output powers of 300 k W at 105 GHz and 540 k W at140 GHz,respectively,under 5 Hz 1 ms continuous pulse-burst *** upgrade and pulse-width extension were hampered by the limitation of the high-voltage power supply and output *** gyrotron design was preliminarily validated.

关键词： gyrotron megawatt plasma heating fusion application dual-frequency

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W波段扩展互作用速调管电子光学系统

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强激光与粒子束 2014年第11期26卷 105-109页

作者：邓德荣李文君单李军曾造金周霖中国工程物理研究院应用电子学研究所四川绵阳621900 电子科技大学物理电子学院成都610054

W波段扩展互作用速调管电子光学系统由皮尔斯电子枪与均匀永磁聚焦系统组成,用于电子注的产生与传输。利用Vaughan迭代综合法及数值模拟优化设计了皮尔斯电子枪,并按照电子注传输特性要求研制了均匀永磁聚焦结构。根据电子光学系统的三... 详细信息

W波段扩展互作用速调管电子光学系统由皮尔斯电子枪与均匀永磁聚焦系统组成,用于电子注的产生与传输。利用Vaughan迭代综合法及数值模拟优化设计了皮尔斯电子枪,并按照电子注传输特性要求研制了均匀永磁聚焦结构。根据电子光学系统的三维模拟,导流系数0.21μP,注电流大于0.5A,注平均半径小于0.3mm,射程大于11mm。永磁聚焦磁场约0.33T,传输距离大于50mm,电子注通过率达到100%。电子枪与聚焦系统已加工完毕并通过测试,技术指标满足要求。

关键词：扩展互作用速调管电子光学系统电子枪聚焦磁场传输特性

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220 GHz均匀永磁聚焦行波管电子光学系统的设计与实验研究

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强激光与粒子束 2020年第8期32卷 46-50页

作者：曾造金胡芯瑞蒋艺胡鹏马国武马乔生中国工程物理研究院应用电子学研究所四川绵阳621900

电子光学系统是行波管的核心部件之一,在太赫兹频段,电子束通道很小,导致高电流密度电子束的传输非常困难。基于220 GHz折叠波导行波管慢波结构设计所需束流参数,根据理论分析和电磁仿真软件,设计了一款采用均匀永磁聚焦对电子束进行约... 详细信息

电子光学系统是行波管的核心部件之一,在太赫兹频段,电子束通道很小,导致高电流密度电子束的传输非常困难。基于220 GHz折叠波导行波管慢波结构设计所需束流参数,根据理论分析和电磁仿真软件,设计了一款采用均匀永磁聚焦对电子束进行约束的电子光学系统。仿真结果显示,当电子束通道直径0.3 mm、长度31 mm时,在阴阳极压差20 kV的条件下阴极发射电流141 mA,电子流通率100%。根据设计结果封接了流通管,实验结果显示,当阴阳极压差20 kV时,阴极发射电流138.5 mA,收集极电流125.5 mA,电子流通率91%。

关键词：行波管电子流通率均匀永磁电子光学系统

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0.14 THz双注折叠波导行波管的高频系统设计

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太赫兹科学与电子信息学报 2020年第1期18卷 10-13页

作者：雷文强蒋艺胡鹏宋睿黄银虎曾照金马乔生陈洪斌中国工程物理研究院应用电子学研究所

随着太赫兹通信技术的发展,对于0.14 THz折叠波导行波管(FWTWT)的研究需求向着更高的功率和更宽的带宽发展。对双注行波管中的双路折叠波导慢波电路进行分析,得到不同参数下的高频特性变化规律。并对双路折叠波导慢波电路的功率分配和... 详细信息

随着太赫兹通信技术的发展,对于0.14 THz折叠波导行波管(FWTWT)的研究需求向着更高的功率和更宽的带宽发展。对双注行波管中的双路折叠波导慢波电路进行分析,得到不同参数下的高频特性变化规律。并对双路折叠波导慢波电路的功率分配和功率合成效率进行分析计算,得到功率合成效率96.3%。最后对双路慢波电路、功率分配/合成器和集中衰减器进行建模,并对注波互作用进行计算。在高压15 kV和单注电子的发射电流为40 mA条件下,得到0.14 THz频率下的合成输出功率为56 W,增益为31.4 dB,3 dB带宽为7 GHz。

关键词：双注行波管双路折叠波导慢波电路功率分配/合成器注波互作用计算

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