电子科技大学 物理电子学院，四川 成都610054
利用场匹配理论，建立了具有突变结构谐振腔的级联散射矩阵.通过数值计算，完成了Ka波段TE01模回旋速调管的输入腔、群聚腔、输出腔的设计与制作.同时给出了一支Ka波段TE01模四腔基波回旋速调管高频系统和整管的优化设计方案.PIC模拟表明：在中心频率34 GHz、注电压70 kV、注电流11 A的情况下，获得了输出功率390 kW，饱和增益42.9 dB，电子效率50.6%，3 dB输出带宽360 MHz的结果. 通过样管的热测实验显示在34 GHz，注电压70 kV，注电流11 A，获得了301 kW的稳定输出脉冲峰值功率，41.8 dB的增益，39.1%的效率，285 MHz的3 dB输出带宽.
回旋速调管 注-波互作用 高功率毫米波 gyroklystron beam and wave interaction high power millimeter wave
电子科技大学 物理电子学院,四川 成都 610054
首先利用场匹配理论和传输级联矩阵建立多层介质窗的普遍分析方法, 对回旋行波管输出窗进行解析分析, 在理论分析和数值计算的基础上得到回旋行波管宽带输出窗的结构和尺寸; 然后利用三维高频分析软件HFSS进行仿真和验证.通过热分析和优化设计, 在Ka波段获得了平均功率容量达到50 kW, 反射系数小于-20 dB的带宽约为3.6 GHz的高性能新型宽带输出窗.冷测实验表明, 冷测结果与数值计算结果较为吻合.
回旋行波管 输出窗 宽带 高功率毫米波 gyro-TWT output window wide-band high power millimeter-wave
1 黄山学院信息工程学院应用物理研究所, 安徽 黄山245021
2 华东师范大学物理系, 上海 200062
高功率密度35 GHz毫米波对活体鼠体表的辐照温升的实验结果表明: 实验鼠的辐照侧的活体皮肤血液灌注率达到较高的水平; 剃毛实验鼠的皮肤表面温升曲线和有毛实验鼠皮肤表面温升曲线类似, 但在相同的时刻, 前者温升要高于后者。将实验温升曲线和Pennes方程计算结果做了对比, 发现: 考虑血流灌注的Pennes方程与前16 s左右的剃毛实验鼠实验温升曲线吻合; 在16 s之后, 无血流灌注的热传导方程计算结果更加靠近剃毛实验鼠实验温升曲线, 实验曲线略高于含有较大血流灌注率的理论计算曲线。上述实验现象和理论计算结果差异的可能原因也做了一些简单分析。
高功率毫米波 活体皮肤 温升 Pennes方程 high power millimeter wave skin tissue temperature increase Pennes equation
带状电子注真空器件是一种很有潜力的高功率微波毫米波器件,其中带状电子注的稳定传输和聚焦是该器件的关键。针对带状电子注的聚焦和传输, 提出采用周期椭圆螺线管结构来稳定传输高椭圆率的带状电子注。通过理论分析, 得到椭圆螺线管的磁场分布情况, 研究了该磁场下带状电子注的运动情况, 并且推导出带状电子注在周期椭圆螺线管结构中稳定传输的条件。最后, 采用粒子模拟验证了该稳定传输条件。
周期椭圆螺线管 高功率毫米波 带状电子注 马提厄函数 periodic elliptical solenoid high power millimeter wave sheet electron beam focusing Mathieu function 强激光与粒子束
2010, 22(11): 2673
电子科技大学,高能电子学研究所,四川,成都,610054
输入谐振腔将波导输入的高频信号转化为内腔中工作模式的驻波场,以实现对回旋电子注角向速度的调制.对输入谐振腔的同轴谐振腔和两端开孔的圆柱谐振腔分别进行了解析分析,数值计算中引入修正来反应耦合狭缝的影响,几min就能完成一种结构尺寸的计算分析.通过优化得到输入谐振腔的初步结构和尺寸,然后利用三维高频分析软件HFSS进行精确的模拟和修正,提高模式转化效率和纯度,获得了高性能的输入谐振腔.
输入谐振腔 同轴谐振腔 耦合狭缝 回旋速调放大器 高功率毫米波 Input cavity Coaxial cavity Coupling slot Gyroklystron amplifier High power millimeter wave
