强激光与粒子束, 2016, 28 (3): 033018, 网络出版: 2016-03-28  

高功率跨波段相对论速调管放大器模拟设计

Design of high power span-band relativistic klystron amplifier
作者单位
中国工程物理研究院 应用电子学研究所, 高功率微波技术重点实验室, 四川 绵阳 621900
摘要
设计了一种能在S波段和C波段实现稳定输出的高功率相对论速调管放大器,并使用电磁粒子PIC程序进行了模拟研究。模拟结果表明:采用700 kV,4 kA的电子束,在注入微波功率340 kW、注入微波频率分别为2.8 GHz和3.2 GHz的条件下,通过合理选择输入腔和中间腔的结构和工作模式、调节器件输出腔的腔长,模拟实现了S波段(3.2 GHz)和C波段(5.6 GHz)分别为1 GW和490 MW的微波输出,束波转换效率分别约为35%和17%。
Abstract
With the electromagnetic code, a frequency-tuned relativistic klystron amplifier (RKA) is designed and calculated. It is found that the operation frequency of the RKA can jump across S-band and C-band by adjusting the feeding frequency and the length of the output cavity. A 1 GW averaged power over the oscillator period is generated by simulation, with 700 kV electron beam voltage, 4 kA current, and 340 kW feeding power. The frequency of the output microwave is 3.2 GHz. The efficiency is about 35%. Meanwhile, a C-band microwave with a frequency of 5.6 GHz and a power level of above 490 MW is generated when the feeding frequency is 2.8 GHz and the output cavity length is 3.7 cm. The efficiency is about 17%.

雷禄容, 黄华, 何琥, 刘振帮, 袁欢, 黄吉金. 高功率跨波段相对论速调管放大器模拟设计[J]. 强激光与粒子束, 2016, 28(3): 033018. Lei Lurong, Huang Hua, He Hu, Liu Zhenbang, Yuan Huan, Huang Jijin. Design of high power span-band relativistic klystron amplifier[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2016, 28(3): 033018.

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