电子光学系统是毫米波速调管长寿命和整管性能实现的关键，毫米波速调管零件尺寸较小，为了在Ka波段和W波段实现千瓦量级的输出功率，要求具有高的电子注通过率及低的阴极负荷。对Ka波段和W波段电子光学系统特性进行了分析，确定了Ka波段10 kW分布作用速调管和W波段1 kW分布作用速调管电子光学系统的设计方案，利用软件对电子枪和聚焦系统的结构进行计算，并采用CST仿真软件对设计的电子枪发射的电子注在聚焦磁场中的状态进行优化。设计出的Ka波段速调管电子光学系统，电子枪工作电压26 kV，发射电流2 A，互作用区长度30 mm，磁场强度大于0.6 T，流通达到100%。设计的W波段速调管电子光学系统，电子枪工作电压17 kV，电流0.65 A，互作用区长度20 mm，磁场大于0.9 T，流通达到100%。已制成Ka波段速调管和W波段速调管，设计的电子光学系统能够满足速调管工程化需求。
Ka波段 W波段 电子光学系统 电子枪 聚焦系统 Ka-band W-band electron optics system electron gun focusing system 强激光与粒子束
2020, 32(10): 103013
1 中国工程物理研究院 应用电子学研究所, 四川 绵阳 621900
2 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维模拟，导流系数0.21 μP，注电流大于0.5 A，注平均半径小于0.3 mm，射程大于11 mm。永磁聚焦磁场约0.33 T，传输距离大于50 mm，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。
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 extended interaction klystron electron optics system electron gun focusing magnetic field transmission characteristics 强激光与粒子束
2014, 26(11): 113001
