140 GHz/50kW回旋管的研制与测试

作     者：马国武 胡林林 卓婷婷 孙迪敏 黄麒力 曾造金 蒋艺 MA Guo-Wu;HU Lin-Lin;ZHUO Ting-Ting;SUN Di-Min;HUANG Qi-Li;ZENG Zao-Jin;JIANG Yi

作者机构：中国工程物理研究院应用电子学研究所四川绵阳621900 

基　　金：国家自然科学基金(U1830201) 中物院创新发展基金项目(CX2019038) 中物院创新发展基金培育项目(PY2019130) 

出 版 物：《红外与毫米波学报》 (Journal of Infrared and Millimeter Waves)

年 卷 期：2021年第40卷第2期

页      码：189-197页

摘      要：回旋管在毫米波与太赫兹频段能够输出高峰值功率和高平均功率,具有重要的应用需求。本文基于回旋管束波互作用理论设计了一只140 GHz回旋管以用于磁约束聚变中电子回旋加热相关元件的测试和老炼,目标是实现最大输出功率不小于50 kW,具备脉冲工作及连续运行能力,且具有一定的频率和功率调节范围以适应测试的需求。根据设计结果开展了该回旋管的研制与测试,在阴极电压-37.2 kV,控制极电压-12.19 kV,阳极电压+11 kV,束流3.4 A,工作磁场约5.3T下获得最大脉冲输出功率56 kW,功率可通过工作电流和磁场进行调节,同样的调节手段还可以使频率获得约80 MHz的调节范围。重点对起振电流、功率曲线和频率曲线等进行了理论计算结果和实验结果的对比,二者获得了良好的一致。由于初步实验中观察到了大于50 kW连续波功率输出时窗片的过温现象,因此降低功率在20.3 kW开展了连续运行实验,结果表明在该功率下回旋管连续运行状态稳定,可以用于后续聚变元件测试和老炼工作的开展。

主 题 词：回旋管 束波互作用 准光模式转换 

学科分类：080901[080901] 0809[工学-计算机类] 08[工学] 

核心收录：

D　O　I：10.11972/j.issn.1001-9014.2021.02.009

馆 藏 号：203103148...