摘要：从抑制强场击穿的角度出发,结合传统理论和相关粒子模拟方法,设计并优化了工作于C波段的长脉冲相对论返波管。模拟中,利用强流相对论电子束的空间电荷场效应,将3GW功率水平下电动力学结构表面的最大发射电场控制在700kV/cm以下。利用实验室700L脉冲功率驱动源平台开展了相关实验验证,实验结果表明,通过合理的结构设计,在功率3GW级水平下,C波段相对论返波管中的脉冲缩短问题能够得到有效抑制。实验中,当工作电压760kV、电流为9.0kA时,在4.23GHz频点处获得的输出微波功率为2.8GW,微波脉冲半高宽约101ns,功率转换效率约41%,实验结果与模拟结果吻合较好。

摘要：为了研究高功率微波源中强场击穿的"阴极"和"阳极"效应,基于无箔二极管,设计了相应的实验方案。实验中,在金属表面最大电场强度约为1.2 MV·cm^(-1)、导引磁场约为2.5T的条件下,通过对上百次脉冲实验后,"阴极"和"阳极"表面形貌的对比分析,发现对于数十纳秒的短脉冲而言,场致爆炸电子发射不会引起明显的结构损伤,在强外加引导磁场约束下,强场致发射电子轰击金属结构表面的"阳极效应"是引起结构破坏的直接原因。

摘要：径向三腔预调制型同轴虚阴极振荡器的三腔调制腔结构由3个半开放式同轴谐振腔构成,能起到显著的束流调制作用,从而提高了电子束与微波场的耦合效率。数值模拟结果表明:改变调制腔长度可对系统工作频率进行调谐,其效率为3 dB时的调谐带宽约为400 MHz。经过优化设计,在二极管输入电压约为600 kV,发射电流约为60 kA的条件下,获得了平均功率约为7.2 GW,工作频率为2.67 GHz的微波输出,束波转换效率达到20%。

摘要：设计了一种具有高功率容量的高功率微波(high power microwave,HPM)耦合测量装置。该装置使用截止波导对HPM信号取样,并经过同轴探针将取样信号耦合到同轴电缆中。截止波导可以限制进入耦合单元的射频功率,同时,截止波导和传输高功率微波的主波导连接处允许大的倒角,因此,该耦合装置能够保证较高的功率容量。此外,通过调节截止波导中探针的长度,可以实现不同的耦合度,容易满足不同功率水平HPM测量的应用需求。与传统的耦合器相比,所设计的耦合器结构简单且功率容量高,其可行性已经得到了HPM实验的证实。