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高次谐波开槽回旋行波放大管自洽非线性数值模拟

高次谐波开槽回旋行波放大管自洽非线性数值模拟张宏斌李宏福喻胜王华军黄勇杨仕文杜品忠(电子科技大学高能电子学研究所成都610054)摘要在未考虑电子注速度零散、引导中心零散以及波导壁损耗的情况下,采用四阶龙格库塔法,对均匀截面开槽高次回旋行波放大管注波互作用进行了数值计算,得出一些重要的互作用规律。电子注绕轴作大回旋运动。在π模式、四次谐波、35.05GHz、58kV、8A、v⊥/v∥=1.5的情况下,饱和效率达到24.4%,增益为34dB,峰值功率为113.2kW,饱和带宽为4%。关键词回旋行波管开槽波导常驱动带宽饱和带宽高次谐波中图分类号TN62回旋行波放大管属于毫米波放大器件,它以高功率、高效率、宽频带而著称,在雷达与通迅等领域有着极其重要的应用前景,自七十年代末以来,在理论和实验方面都取得了长足的进展[1,2,3,7]。对于零次谐波回旋行波管,在毫米波波段需要很高的直流磁场,因而需要体积较大的超导系统或电磁铁系统来提供直流...  (本文共6页) 阅读全文>>

《强激光与粒子束》1990年20期
强激光与粒子束

两级回旋行波放大管结构参量对管子性能影响的分析

回旋行波放大管是一种重要的毫米波放大器件,具有高功率、高效率、宽频带特点,在雷达、卫星通讯、电子对抗、气象预测等领域有着极其重要的应用前景。经过近二十年的研究和发展,在理论和实验制管方面都取得了巨大的成就。回旋行波放大管极易产生绝对不稳定性振荡,严重制约了回旋行波放大管性能的提高,针对这一问题,人们深入研究了振荡产生的原因和起振条件,探索出了许多抑制模式竞争的有效方法[1~4],分隔式多级放大电路就是其中之一。其结构特点是两段或两段以上波导通过绝缘材料(如陶瓷)连接而成,目的在于通过限制每段波导长度,使之小于绝对不稳定性起振的临界长度,从而使绝对不稳定性振荡得到有效抑制,管子的功率输出水平及增益指标则通过两级或多级放大得到保证。台湾国立清华大学于1990年首先完成了两级放大实验,获得了27kW的输出功率、35dB的功率增益、16%的效率及7%的带宽[5],管子的工作性能稳定。1993年,美国海军实验室采用了分隔式锥形分布互作用结...  (本文共5页) 阅读全文>>

《四川轻化工学院学报》1990年10期
四川轻化工学院学报

两级回旋行波放大管非线性分析

回旋管是以相对论负质量效应为基础的新型高功率毫米波、亚毫米波器件,它的高峰值、高平均功率能力是其它器件所不能比拟的。近四分之一世纪以来,回旋管一直得到持速蓬勃的发展,现已发展成为一个大家族,包括回旋振荡管、回旋行波放大管、回旋反波管、回旋速调管、回旋自谐振脉塞等等。其中,回旋行波放大管具有高功率、高效率和宽频带特点,在雷达、卫星通迅、电子对抗、气象预测等领域有着极其重要的应用前景,因而在国际上得到广泛重视和深入的研究。在回旋行波放大管的发展初期,研究工作主要集中于管子功率的提高和频带的拓宽上。早在1980年,美国海军实验室报告了35GHz、TE01模式基次谐波实验,输出功率为16.6kW,增益达20dB,效率为7.8%,带宽为1.4%[1]。1981年,瓦里安公司作了工作频率为5GHz、工作模式为TE11的基次谐波放大实验,取得了120kW的输出功率,带宽为6%[2]。1983年,美国海军实验室采用锥形分布高频结构,使带宽达到2...  (本文共5页) 阅读全文>>

《电子管技术》1980年06期
电子管技术

回旋行波放大管切断的设计

本文涉及以切断设计的计算机程序,来分析多级回旋管放大器。对只有一个截断区域的简单圆柱波导中TE模式的截断损耗进行了详细的研究。为了观察切断损耗的变化趋势,忽略了空间电荷波。结果表明:带有一个切断的回旋管特性与别的行波管相似。 序言 近来,由于苏联与美国在大功率回旋振荡管方面取得的进展,促进了科研工作者对回旋行波放大管工作可能性的研究。回旋管在许多方面与熟知的慢波电路器件不同,其差别在于回旋行波放大管依据横向互作用原理,因而可以采用快波电路。正如Flyagin〔,〕与Granats-tein和Hirshfield仁幻等人的评论中指出的那样,回旋管确实是介于量子器件和电子器件之间的器件。事实上,电子回旋轨道上产生的膺磁能级为(n十1)h。。,该电子回旋频率把电子注模式提高到在(o一月图上与波导模式相切。慢波结构中,模式相切是通过调整波导模式来实现的。这就形成波包。波包与电子注一起按增长模式传播。 简单波导电路结构回旋管的线性增长率已...  (本文共1页) 阅读全文>>

《电子管技术》1980年06期
电子管技术

回旋行波放大管最佳工作参量的计算

一、引言 回旋管是一种利用电子回旋脉泽机理的新型微波器件。理论上,它是由于快波结构(如金属管或波导)内的轴向磁场中作螺旋运动的一群单能量电子在起作用。回旋管中产生辐射的物理机理,来源于相对论性效应。一开始,处于回旋轨道中的电子的相位是混乱的,但是,由于电子的回旋频率与相对论性电子质量有一定的依赖关系,故可能发生相位群聚。把能量交与波的电子变得更轻、旋转得更快,因而形成相位超前;而从波中取得能量的电子变得更重、旋转得更慢,形成相位滞后。这就可能导致相位群聚,使得电子产生相千辐射并对波进行放大。当〔。一K洲:一S习。)0时(这里,。,K:,。:,S,夕‘分别是波的频率、轴向波数、电子的轴向速度、回旋谐波数和相对论性电子回旋频率),能量从电子转移到波的情况最佳。」’wiss〔’〕,sehneider〔2〕和GaPa二ov仁3〕对上述物理过程最先做了说明。2964年,Hsrszlfie一d和W“ch‘el〔‘〕首次仔细地作了实验研究。在...  (本文共9页) 阅读全文>>