强激光与粒子束
2023, 35(8): 083002
红外与毫米波学报
2022, 41(6): 1042
北京真空电子技术研究所 微波电真空器件国家重点实验室,北京 100015
输入耦合器是回旋行波管的重要组成部分之一,其作用是将矩形波导TE10模式的信号,通过模式变换结构转换为回旋放大器件中的模式,输入耦合器性能的优劣直接影响了回旋管整管的带宽等性能。通过对W波段TE02模式回旋行波管的输入耦合器进行理论分析,指出影响主模传输损耗的一个因素是杂模的崛起使主模的传输系数降低,利用仿真软件进行仿真,通过优化耦合孔的尺寸,抑制杂模的产生,将损耗从3.9 dB降低到了0.8 dB。根据优化尺寸加工,实际测试,得到3.0 dB带宽7.9 GHz的输入耦合器,与设计符合较好。
W波段 回旋行波管 TE02模式 输入耦合器 冷测 W-band gyro-TWT TE02 mode input coupler cold test 强激光与粒子束
2019, 31(12): 123002
中国电子科技集团公司 第十二研究所 微波电真空器件国家级重点实验室,北京 100015
为减少太赫兹回旋器件模式密度和降低模式竞争问题,利用具有模式选择特点的共焦波导结构作为140 GHz回旋行波管(Gyro-TWT)的高频互作用系统。在理论分析基础上,建立注波互作用计算模型并对其进行数值计算;通过对共焦波导高频场分布、衍射损耗、耦合系数以及注波互作用效率等输出参量的分析,选择HE06作为工作模式,确定了140 GHz Gyro-TWT放大器的基本结构和工作参数,并利用注波互作用非线性理论进行分析。模拟结果表明:在注电压为35 kV,注电流2 A,速度比为0.75时,该高频结构在140 GHz频点获得12 kW峰值输出功率,17.1%电子效率和38 dB饱和增益,3 dB带宽达到6 GHz。
回旋行波管放大器 共焦波导 非线性理论 Gyrotron-Traveling Wave Tube(Gyro-TWT) amplifier confocal waveguide 140 GHz 140 GHz nonlinear theory 太赫兹科学与电子信息学报
2018, 16(5): 767
对螺旋波纹波导回旋行波管的色散特性进行了研究,通过理论分析推导了螺旋波纹波导的色散方程。进一步对色散曲线进行了数值计算,并着重分析了几何结构参数变化对其色散特性的影响,由此得到了合理的结构参数。同时利用三维电磁仿真软件CST模拟计算了在该参数下螺旋波纹波导的本征模式并与理论结果作对比,误差小于3%。
W波段 螺旋波纹波导 回旋行波管 本征模式 色散特性 W-band helical waveguide gyro-TWT operating eigenwave dispersion characteristics 强激光与粒子束
2016, 28(2): 023002
1 电子科技大学物理电子学院, 四川 成都 610054
2 中国北方电子设备研究所, 北京 100191
通过软件仿真方法分析和设计了W波段回旋行波管的输入输出耦合器、磁控注入式电子枪以及高频互作用电路,根据优化结果加工了实物并进行了热测实验.实验结果表明,电子注电压60 kV,电流6 A,在94 GHz频率获得了最大峰值功率78 kW,增益53.9 dB以及21.7%的效率,峰值功率大于50 kW带宽达到3.8 GHz.PIC粒子模拟和热测实验均表明,设计的W波段回旋行波管能够稳定的工作,从而证明周期加载高频互作用电路在抑制寄生模式以及自激振荡方面具有很大的优势.
软件仿真 W波段 回旋行波管 热测实验 PIC粒子模拟 software simulation W-band gyro-TWT hot test PIC simulation
电子科技大学 物理电子学院, 四川 成都 610054
利用场匹配理论建立传输级联矩阵的方法对多层窗片结构输出窗进行研究,通过大量的数值计算给出Q波段回旋行波管一种新型中间风冷结构输出窗的参数,然后通过数值计算和HFSS仿真验证,该新型输出窗在46~50 GHz范围内,S11反射系数小于-20 dB。在此基础上进一步对该输出窗进行热分析,热分析表明: 新型输出窗窗片中心与边缘温差与传统输出窗相比大幅下降,热应力大大减小,提高了输出窗的功率容量。回旋行波管工作在TE01模式时,新型输出窗获得的最大饱和功率容量达到90 kW,与传统输出窗相比,功率容量提高了21.8 kW。
回旋行波管 输出窗 功率容量 热分析 gyro-TWT output window power capacity thermal analysis 强激光与粒子束
2014, 26(12): 123005
为降低回旋行波管阴极的加热功率,采用支持筒切缝和支持筒外加热屏的阴极结构,运用ANSYS有限元软件对该结构的切缝数目和切缝深度进行优化计算,并分析切缝和加热屏对阴极发射带温度分布的影响;给出了阴极发射带温度和切缝数目、切缝深度的关系。在发射带同等温度条件下,对比优化结构和原结构的加热功率。结果表明,改进后的结构使得加热功率下降了约40%, 大大降低了阴极的加热功率,为高性能回旋行波管热阴极的研制提供了一定的参考。
回旋行波管 切缝 热屏 阴极 加热功率 Gyro-TWT opening slot heat shield cathode heating power 强激光与粒子束
2013, 25(11): 2927