强激光与粒子束
2023, 35(9): 093001
强激光与粒子束
2021, 33(7): 073002
1 中国工程物理研究院 研究生院, 北京 100088
2 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
利用高折射率的金属超材料作为移相器, 设计了一种紧凑型高功率微波TEM-TE11模式转换器。通过研究同轴扇形金属栅格超材料的传输特性, 得到高折射率的全金属超材料。采用CST Microwave Studio 软件对金属超材料TEM-TE11模式转换器进行了数值模拟, 结果显示: 该转换器在1.56 GHz附近转换效率大于96%, 相对带宽约4%, 功率容量不低于2 GW, 系统纵向长度仅0.42个波长。将所设计的模式转换器结合L波段磁绝缘线振荡器开展了一体化设计, 在器件输出口得到了TE11模高功率微波输出。
超材料 模式变换 磁绝缘线振荡器 高功率微波 metamaterial mode convertor magnetically insulated line oscillator high power microwave 强激光与粒子束
2016, 28(9): 093003
1 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
2 北京应用物理与计算数学研究所, 北京100088
设计了一种全腔提取轴向输出相对论磁控管。在π模工作的N腔磁控管中,该结构利用磁耦合的方式通过两个相邻谐振腔在一个扇形波导内激励起TE11模,然后再由N/2个相位相同的扇形波导TE11模沿轴向向外传输。对L波段全腔提取轴向输出磁控管进行了仿真设计,在600 kV,6.3 kA的条件下,获得1.89 GW微波输出,功率转换效率50%,微波频率1.57 GHz。该结构在径向方向上仅增加一个扇形波导厚度,便于实现相对论磁控管的紧凑、高效设计。
高功率微波 相对论磁控管 轴向输出 透明阴极 磁耦合 high power microwave relativistic magnetron axial extraction transparent cathode magnetic coupling 强激光与粒子束
2016, 28(3): 033013
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
介绍了光子晶体模式转换器将TEM模转换为TE11模的验证实验测试结果.数值仿真得到中心频率1.31 GHz上,该模式转换器转换效率大于99%;在1.27~1.376 GHz频率上,模式转换器效率大于90%,相对带宽为8.1%.先后对其开展了微波暗室中的冷测实验以及在加速器平台上的热测实验,实验测试的辐射方向图结果与数值计算结果基本一致,输出微波模式均为典型的TE11模分布.热测实验表明所设计的模式转换器具有GW级功率容量.
高功率微波 模式转换 光子晶体 辐射 high power microwave mode converter photonic crystal radiation pattern 强激光与粒子束
2015, 27(6): 063004
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
研究了同轴传输线中金属光子晶体的电磁特性, 在此基础上优化了一种适用于窄带高功率微波源系统的金属光子晶体TEM-TE11模式转换器。该结构通过沿传输线角向部分填充的金属光子晶体实现移相。采用数值仿真程序对L波段模式转换器进行计算, 在1.57 GHz中心频率上, 模式转换器转换效率为99%; 在1.533~1.609 GHz频率范围内, 模式转换器效率大于90%, 相对带宽4.8%。加工了TEM模式激励器和辐射天线, 并在微波暗室对模式转换器进行了小信号测试, 验证了模式转换器的性能。
高功率微波 模式转换器 冷测实验 金属光子晶体 色散特性 high power microwave mode converter cold test metallic photonic crystal dispersion characteristics 强激光与粒子束
2014, 26(8): 083004
1 中国工程物理研究院 研究生部, 北京 100088
2 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
在同轴传输线内外筒之间引入金属支撑杆，建立了同轴传输线中二维金属光子晶体的物理模型。利用等效电路方法分析其传播情况，通过低频和高频近似得到了两个特征频率。其中，金属光子晶体的第一个带隙从零频开始，到第一特征频率截止；第一个通带从第一特征频率开始，到第二特征频率截止；第一、第二特征频率与金属光子晶体的等效电参数相关。利用CST软件对模型进行了仿真计算，验证了等效电路分析结果的合理性。仿真结果显示，在沿纵向具有N个周期的有限结构中，光子晶体通带分裂成(N-1)个传输峰。并根据其电场分布得到了色散曲线。
同轴传输线 二维金属光子晶体 色散特性 带隙 coaxial transmission line two-dimensional metallic photonic crystals dispersion characteristics band gap 强激光与粒子束
2014, 26(3): 033005
