一种基于嵌套结构的锁频锁相高功率微波振荡器仿真研究

作     者：李家文 葛行军 党方超 张鹏 邓如金 胡晓冬 李志敏 Li Jiawen;Ge Xingjun;Dang Fangchao;Zhang Peng;Deng Rujin;Hu Xiaodong;Li Zhimin

作者机构：国防科技大学前沿交叉学科学院长沙410073 

基　　金：国家自然科学基金项目(11975309) 

出 版 物：《强激光与粒子束》 (High Power Laser and Particle Beams)

年 卷 期：2024年第36卷第3期

页      码：24-30页

摘      要：高功率微波(HPM)产生器件通过增加慢波结构的过模比使得功率容量显著提高。嵌套型结构让过模器件的空心结构或内导体结构得到使用,同时嵌套型器件的低阻抗使得其与低阻脉冲功率源能良好匹配。基于内外嵌套结构提出了一种锁频锁相高功率微波振荡器。相对于传统的锁频锁相方法,提出了基于耦合波导实现锁频锁相的新方法。内外相对论速调管振荡器(RKO)产生的微波信号通过耦合波导泄漏到高频结构中,对电子束进行预调制,从而实现锁频锁相。另外,为实现内外高功率微波通道合成,设计了双通道功率合成器。在振荡器的工作频点,功率合成器能弥补振荡器两输出通道相位差,使得功率合成效率提高,合成效率为98.3%。在二极管电压575 kV,磁场强度0.6 T条件下,内外RKO的微波输出功率分别为2.2 GW和3.2 GW,频率差波动小于20 MHz,相位差稳定在10°附近;加载双通道功率合成器,仿真结果表明,微波输出功率为5.31 GW,功率效率32.2%。结果表明,嵌套器件在互锁状态时,振荡器饱和时间缩短,输出功率增大。

主 题 词：高功率微波 锁频锁相 嵌套结构 相对论速调管振荡器 功率合成 

学科分类：080904[080904] 0809[工学-计算机类] 08[工学] 

核心收录：

D　O　I：10.11884/HPLPB202436.230344

馆 藏 号：203126106...