强激光与粒子束
2021, 33(10): 103008
强激光与粒子束
2020, 32(6): 063002
1 中国科学院 空天信息创新研究院，高功率微波源与技术重点实验室，北京 100190；中国科学院大学，北京 100190
2 中国科学院 空天信息创新研究院，高功率微波源与技术重点实验室，北京 100190
为满足无线传能系统对高效率大功率毫米波功率源的迫切需求，开展大功率连续波速调管高效率技术研究，采用降压收集极技术实现速调管在效率上的有效提升。主要介绍了某Ka波段大功率连续波分布作用速调管（EIK）降压收集极的设计方案，包括注-波互作用后废电子能量分布及行为特性的研究，收集极初始条件、结构及电极电压的设计，给出了单级降压收集极和两级降压收集极的设计和计算结果。三维粒子模拟（PIC）计算结果表明，该Ka波段连续波EIK采用单级降压收集极时回收效率为41.0%，采用两级降压收集极时回收效率为68.8%，EIK总管效率相比于未采用降压收集极技术时的27.5%上升至54.8%，表明通过降压收集极技术可有效提升毫米波大功率速调管工作效率。
分布作用速调管 降压收集极 Ka波段 效率 三维仿真 extended interaction klystron depressed collector Ka-band efficiency 3D simulation 强激光与粒子束
2020, 32(8): 083001
强激光与粒子束
2020, 32(10): 103007
1 中国科学院 电子学研究所, 北京 101400
2 中国科学院大学, 北京 100039
对一种基于双排矩形波导慢波结构(SDRWS)结构的3腔EIK进行了详细计算机模拟计算，通过对基于SDRWS结构的EIK用输入输出腔的S11的模拟计算及对分布作用速调管用中间腔的本征频率的模拟计算，初步确定了EIK用输入输出腔及中间腔的结构参数，进而对EIK进行了 PIC 互作用模拟计算，结果表明：该EIK的3 dB工作频带为219.5~220.5 GHz，3 dB带宽为1 GHz，最大功率为456 W，最大增益为40.06 dB。在此基础上，通过调整中间腔的波导头宽度以进行参差调谐，用PIC互作用模型模拟计算研究了中间腔谐振频率对EIK整体性能的影响。结果表明，EIK的3 dB工作频带主要由输入输出腔的通频带决定，而中间腔的谐振频率也具有重要影响。当中间腔的谐振频率分别处于输入输出腔的通频带的低频端或高频端时，可以使EIK的3 dB工作频带向低频端或高频端得到一定程度展宽；当中间腔的谐振频率高于输入输出腔的通频带的高频端时，EIK的增益在其3 dB工作频带内较为平坦，EIK的输出信号在其3 dB工作频带内比较稳定，频谱的纯净程度较好。参差调谐的最终结果表明，当中间腔的波导头宽度为0.747 mm时，EIK获得了接近最优的性能，3 dB工作频带为219.5~220.0 GHz，3 dB带宽扩展到1.2 GHz，最大功率为630 W，相应的最大电子效率为11.3%，最大增益为47 dB。
分布作用速调管 参差调谐 双排矩形波导慢波结构 宽频带 PIC模拟 extended interaction klystron stagger tuning staggered double rectangular waveguide structure broadband PIC simulation 强激光与粒子束
2019, 31(8): 083101
介绍一个Ka波段分布作用速调管(EIK)发射机的实验系统，使用的核心器件是一只国产分布作用速调管样管，中心频率为35.01 GHz，脉冲输出功率为10 kW，最大工作比0.5％。该实验系统是为Ka/W波段双频毫米波测云仪发射机关键器件国产化进行的预研。实验系统一方面要对EIK样管的性能进行全面测试，对EIK样管在应用中可能存在的问题进行分析；另一方面优化发射机电路，满足EIK样管最佳工作要求。实验结果表明，国产Ka波段分布作用速调管技术取得了长足的进步，Ka波段大功率EIK发射机将进入实用阶段。
实验系统 分布作用速调管 阴极脉冲调制器 experiment system extended interaction klystron cathode pulse modulator 强激光与粒子束
2018, 30(5): 053001
