强激光与粒子束
2020, 32(10): 103002
中国工程物理研究院 应用电子学研究所, 四川 绵阳 621900
多注相对论速调管利用多注电子注并行工作，各电子注在传输过程中彼此独立，利于提高注波互作用效率，抑制杂模振荡。分析多注相对论速调管的小信号理论，从谐振腔内电场的场形函数出发确定了不同腔体结构的耦合系数的计算方法，得到了不同电子注形状、注数时的基波电流分量轴向变化过程，并进行模拟验证。结果表明： 同轴谐振腔的间隙耦合系数要大于圆柱腔的间隙耦合系数，采用同轴谐振腔更有利于注波互作用；电子群聚过程与每注电子注的势能密切相关，提高电子注数目有助于得到更大的基波电流分量。在电子注电压600 kV、电流5 kA、间隙电压30 kV的条件下，输入腔后的基波电流分量达800 A。
多注 相对论速调管 小信号理论 耦合系数 multiple-beam relativistic klystron small-signal theory coupling coefficient 强激光与粒子束
2014, 26(6): 063038
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
3 清华大学 工程物理系， 北京 100084
利用3维电磁场与粒子模拟软件对S波段多注相对论速调管放大器进行了分析设计和模拟计算。通过对谐振腔本征模的计算确定腔体的冷腔高频特性，采用3维的粒子模拟软件（PIC）模拟分析速调管各腔及整管的束波互作用过程。模拟结果表明：通过引入同轴谐振腔结构，使电子注不必集中在谐振腔中心通过，降低了电场不均性对束波互作用的不利影响；通过引入多电子注，电子在相对较低的轴向聚焦磁场下依然拥有较高的通过率，降低了速调管对聚焦磁场的要求。模拟中采用3个同轴谐振腔进行束波互作用，在输入电压700 kV、束流5.8 kA和聚焦磁场0.4 T的情况下，得到了功率1.4 GW的输出微波，效率为35%。
速调管 多注 同轴腔 粒子模拟 S波段 klystron multiple-beam coaxial cavity particle-in-cell simulation S-band
