1 中国科学技术大学 国家同步辐射实验室， 合肥 230029
2 中国工程物理研究院 应用电子学研究所， 四川 绵阳 621900
为了便于模式变换器的设计，达到双频微波都能集中辐射的目的，提出一种轴向分区的双频磁绝缘线振荡器，该器件束波互作用区为中间隔开、两端不同周期、不同深度的慢波结构，使电子在上下游与不同频率特性的慢波结构进行束波互作用，得到稳定的双频微波输出。使用2.5维全电磁粒子模拟软件进行数值模拟，在工作电压450 kV，电流40 kA条件下输出微波功率为1.4 GW，功率效率约为7%,输出的微波频率分别为1.25 GHz和1.65 GHz，两者频谱幅度相差约为1.5 dB，模式为TEM模。
磁绝缘线振荡器 双频 数值模拟 高功率微波 轴向分区 magnetically insulated transmission line oscillato bifrequency numerical simulation high power microwave axial partition
1 中国工程物理研究院 应用电子学研究所,四川 绵阳 621900
2 中国工程物理研究院 研究生部,北京 100088
建立了基于谐振腔深度角向分区的L波段双频磁绝缘线振荡器的模型,并采用数值研究的方法,开展了双频磁绝缘线振荡器主慢波结构的色散特性分析,同时还研究了封闭结构和开放结构的双频磁绝缘线振荡器的谐振腔,得到其谐振频率、场分布、Q值等信息,从高频特性研究的角度来进一步验证了双频磁绝缘线振荡器产生稳定的双频率高功率微波的可行性。研究表明:双频磁绝缘线振荡器的高频结构可以分区工作,每一个分区对应一个谐振频率。
磁绝缘线振荡器 角向分区 双频磁绝缘线振荡器 高功率微波 高频特性 magnetically insulated transmission line oscillato azimuthal partition bifrequency MILO high power microwave high frequency characteristics 强激光与粒子束
2009, 21(10): 1511
1 中国工程物理研究院 应用电子学研究所,四川 绵阳621900
2 中国工程物理研究院 研究生部,北京 100088
利用数值模拟的方法,研究了角向分区比例分别为1:1,1:2,1:3,2:1和2:2的双频磁绝缘线振荡器(MILO)的微波产生特性,得到了“热腔”条件下的微波电场分布,电子的相空间图,输出微波的总功率,以及微波频率随角向的分布变化等特性。为了比较,还给出了对应于双频MILO的谐振腔深度的两种常规的角向均匀的单频MILO的模拟结果。研究揭示了双频MILO内束-波互作用分区分别工作的规律,提高了对双频MILO产生双频率高功率微波的机理的认识,为双频MILO的双频辐射技术和双频微波测试技术提供了依据。
磁绝缘线振荡器 角向分区 双频磁绝缘线振荡器 高功率微波 magnetically insulated transmission line oscillato azimuthal partition bifrequency magnetically insulated transmission li high power microwave
1 中国工程物理研究院 应用电子学研究所,四川 绵阳621900
2 中国工程物理研究院研究生部,北京 100088
提出了利用角向分区来产生双频高功率微波的思想,并根据常规磁绝缘线振荡器的互作用主要在轴向而与角向无关的物理机制,通过在常规磁绝缘线振荡器内设置谐振腔深度的角向分区,建立了L波段双频磁绝缘线振荡器的模型,并利用电磁模拟软件,优化设计了L波段双频磁绝缘线振荡器。粒子模拟的结果为:在电子束电压为530 kV,电流为45.5 kA的条件下,得到了稳定的双频高功率微波输出,其微波频率分别为1.28 GHz和1.50 GHz,周期平均功率约为2.65 GW,功率效率约为11%,两个频率的频谱幅度相差约0.4 dB。
高功率微波 双频磁绝缘线振荡器 粒子模拟 角向分区 L波段 high power microwave bifrequency magnetically insulated transmission li particle simulation azimuthal partition L-band
