摘要：随着高功率微波源频率的提升,腔体尺寸会随着电磁波波长的缩短而减小,从而导致器件功率容量不足,增大了射频击穿、脉冲缩短的风险。为了提升高频器件的功率容量,提出了一种基于TM03模式的低表面场强V波段同轴渡越时间振荡器,通过引入TM03模式的方式在极高频下拓宽腔体的横向尺寸,从而降低表面场强,提升功率容量。为了激励TM03模式并使之成为器件主要工作模式,计算了束波互作用结构的色散曲线及耦合阻抗,通过腔体设计使TM03模式的相速度与电子速度同步并发生换能,从而获得较低的群速度以及较高的耦合阻抗,最终成功在慢波结构中建立起了TM03模式电磁场。随后的粒子模拟仿真表明,在二极管电压400 kV、电流5 kA的条件下,输出微波功率达440 MW,频率为62.25 GHz,转换效率为22%,最大表面场强为1.6 MV/cm。

摘要：为开展L波段低阻无箔渡越辐射高功率微波发生器的单次实验,设计了一种满足需要的电容器储能脉冲磁场系统。系统储能电容5.4mF,设计的螺线管线圈长45cm,其理论电感和电阻值分别为42mH和0.66Ω。基于该设计,绕制了磁场线圈并搭建了实验平台,线圈实际电感和电阻值分别为40 mH和0.61Ω。目击靶实验进一步证实了励磁系统产生的导引磁场能够较好地约束电子束。

摘要：采用2.5维粒子模拟软件对改进型低阻类膜片加载同轴渡越时间振荡器进行了研究。研究结果表明:提取腔工作于类π模场时,具有较高的束波互作用效率;引入渐变型输出波导,提高了提取腔内微波向外耦合输出的能力;通过加载感性支撑杆,一方面对金属膜片起支撑固定作用,另一方面可以及时将膜片上的感应电荷导流至接地外筒、从而降低间隙附近的空间电荷效应,以增加可提取的束动能。经优化设计,该结构在二极管电压为530kV,二极管电流为12.9kA、外加导引磁场为0.5T的条件下,输出微波功率2.74GW,微波频率7.76GHz,束波功率转换效率达40%。

摘要：提出了一种行波提取型同轴渡越时间振荡器,器件的提取腔采用了类膜片加载的扩展互作用腔结构,具有束波作用效率高,电子束空间电势能低等优点。提取腔的电场结构为3π/2模,与传统的类π模结构相比,提高了微波群速度,有利于微波能量的提取。通过引入前置反射腔,提高了调制腔的品质因数,显著降低了起振时间。利用数值模拟软件对所设计的器件进行了模拟和优化,在二极管电压530kV,二极管电流12.8kA,外加导引磁场0.7T的条件下,得到了2.41GW的输出功率,微波频率7.76GHz,束波功率转换效率达到35.5%。

摘要：对一种改进型螺旋波纹波导实现高增益高效率被动式脉冲压缩进行了研究,并利用微扰理论求解出了该波导的损耗特性。结合波导的色散和损耗特性,设计了输入微波的频率调制形式。还对改进型螺旋波纹波导进行了模拟研究,在输入脉冲宽度为66ns的条件下,得到了半高宽为1.9ns的压缩脉冲,增益为21.2倍,脉冲宽度比为34.7倍,压缩效率为61%,这表明改进型螺旋波纹波导应用于被动式脉冲压缩具有高效率高增益特性。

摘要：提出了一种渐变过渡型的微波同轴提取结构,解决了采用传统的均匀同轴提取结构的Ku波段磁绝缘线振荡器中存在的输出模式不纯和TEM模传输效率较低的问题。模拟结果表明,渐变过渡型提取结构实现了微波的高效提取和单一的同轴TEM模输出;过渡后的同轴结构利于支撑杆的设计,满足了同轴TEM模的传输要求。与传统的均匀同轴提取结构相比,渐变过渡型提取结构能够适量提高器件的品质因数,进而加强束波作用,加快微波起振。

摘要：针对空间功率合成中多个微波源的锁相问题,设计了一种带有注入结构的Ku波段同轴渡越时间振荡器。在输入腔与三腔结构的调制腔之间,加入了效率99.9%以上的反射腔以防止功率向输入腔和发射端泄露。射频信号沿磁场方向注入同轴波导,既保证了磁场线圈的连续,又抑制了器件中的不对称模式。粒子模拟结果表明,当注入比为0.1、频率差为67MHz时可实现锁相。研究还发现,高功率的注入信号能使器件提前饱和,并且得到更高的输出功率。另外,相比Adler经典锁相理论,仿真结果得到了更大的锁相范围。