摘要：多注相对论速调管放大器向工程化和实用化方向发展,需要进一步提高其工作重频和使用寿命.针对高功率多注相对论速调管放大器在输出腔间隙电子束换能后,会出现电子返流轰击输出腔表面,以及输出腔间隙电场过高产生射频击穿导致输出腔表面出现烧蚀的问题,本文分析了强流相对论电子束在器件中的返流过程,在此基础上设计了四间隙扩展互作用提取结构以避免电子返流和降低间隙电场,并提高器件工作寿命.同时针对高工作频段高过模器件中常规水冷却通道会影响输出微波模式的问题,设计了同轴TEM模-扇形TE10模-同轴TEM模-圆波导TM01模的模式变换结构,模式转换效率大于99.9%,避免了收集极水冷却通道对输出微波模式的影响,以提高器件工作重频.在重频45 Hz工作条件下,实验实现x波段长脉冲GW级高功率微波稳定输出,器件累计运行约10000次,输出微波参数无明显下降.

摘要：研究了一种x波段16单元矩形径向线螺旋阵列天线。介绍了该矩形阵列天线的提出背景以及工作原理,分析了两种电磁耦合探针在x波段的耦合特性,开展了扼流结构与电磁耦合探针的协同设计,设计并数值模拟了中心频率为9.3 GHz的16单元矩形径向线螺旋阵列天线,并进行实验测试。测试结果表明:该口径为96 mm×96 mm的天线在中心频率9.3 GHz下,增益为19.51 dB,轴向轴比值1.05,驻波系数1.17。

摘要：为了提高相对论速调管放大器的工作频率和输出功率,结合三重轴相对论速调管和多注速调管的特点,设计了工作在x波段的同轴强流多注相对论速调管放大器,对强流多注电子束在多注器件结构中的传输、电子束经过输入腔和中间腔后的基波调制以及经过输出腔的微波提取过程进行了实验研究,得到了初步的实验结果.在输入微波功率30 kW,频率9.375 GHz,电子束电压670kV,束流5.3 kA,轴向引导磁感应强度0.8 T的条件下,得到了最大输出微波功率为420 MW,效率为12%,增益为41 dB,输出微波频率与输入微波一致.实验证实了采用同轴强流多注相对论速调管放大器实现x波段高功率微波放大的可行性,为后续更高功率研究打下了基础.

摘要：对基于短电子束脉冲超辐射机理的x波段相对论返波管进行了优化设计和粒子模拟,结果表明:在超辐射机理作用下,该器件能实现高峰值功率和高功率转换效率的微波辐射。在小型Tesla脉冲源基础上设计了阻抗变换段、二极管、磁场系统等装置,建立了一套小型窄脉冲电子加速器,以此为实验平台在低磁场条件下进行了器件的初步实验研究。在磁场0.73 T、束压约380 kV、束流约4.5 kA、脉宽3.1 ns条件下,实验获得的微波脉冲峰值功率约360 MW,脉宽1.10 ns,上升沿800 ps,频率9.15 GHz,功率转换效率为21%。

摘要：为了降低相控阵天线T/R组件的尺寸和成本,提高集成度,该文基于0.5μm GaAs pHEMT工艺,设计了一款x波段宽带幅相多功能芯片。芯片在架构设计方面除了集成传统的6位数字移相器、6位数字衰减器、单刀双掷开关和驱动放大器以外,新引入了2位数字延时器,实现了收发通道的幅相与时延的独立控制和单芯片集成,改善了宽带相控阵应用中的波束色散。在幅相特性方面,采用高低通移相网络和开关型衰减拓扑,实现平坦的移相、衰减特性,并有效降低了寄生调幅和附加相移。实测结果表明:8~12 GHz工作频带内,64态移相均方根(RMS)误差小于3.5°,寄生调幅RMS小于0.3 dB;64态衰减RMS误差小于0.4 dB,附加相移RMS小于2.5°;延时器延时误差小于1.5 ps。芯片尺寸为5.0 mm×3.5 mm。

摘要：讨论了 x波段功率异质结双极晶体管 (HBT)的设计 ,介绍了器件研制的工艺过程及测试结果。研制的器件在 x波段功率输出大于 5 W,功率密度达到 2 .5 W/mm。采用 76mm圆片工艺制作 ,芯片的 DC成品率高于 80 %。

摘要：采用MAGIC 2.5D模拟软件,建立了x波段11.424GHz相对论大功率速调管放大器的高频结构模型。该模型由5个简单药盒型谐振腔组成,包括1个输入腔、3个中间腔和1个输出腔。研究了该模型的高频特性,初步设计漂移管及各谐振腔结构参数,再结合热腔模拟,研究了输入腔的吸收匹配问题,依据各腔体对基波电流逐级调制情况,优化配合各腔体的间隙等结构参数,从而获得电子束的最佳调制状态,最后通过调节外加均匀磁场大小获得百MW功率输出,结果表明:在加速电压520kV、束电流460A、外加磁场0.4T的条件下,当注入信号功率为1kW时,基波电流调制深度达162%,最终输出功率105MW,效率43.5%,增益50dB。

摘要：本文阐述了一支x波段驻波加速管的研发,通过建立束流孔径内的二维电磁场分布,完成了束流动力学计算和射频结构设计,研究了精加工工艺,提升了加速腔的粗糙度和加工精度,建立了微波调谐平台,采用谐振方法和非谐振微扰方法完成了腔体调谐和整管冷测,钎焊排气后在高功率平台上进行了测试。测试结果表明,电子束能量达到6.1 MeV,通过x射线转换靶后1 m处的剂量率为543 cGy/min,满足指标要求。

摘要：介绍了采用盘圈(DAW)加速结构在11.43GHz下研制的热阴极微波电子枪注入器,分析了注入器中DAW加速结构支撑杆对于微波特性的影响以及加速结构中的模式重叠问题.针对该结构的强腔间耦合以及次临近耦合不能忽略的特点,对其调谐方法进行了分析研究.给出了该长腔链热阴极微波电子枪注入器的物理设计及粒子动力学计算结果,电子能量为5—6MeV,脉冲流强为40mA,电子束发射度为3.4πmm·mrad.该微波电子枪的加工焊接已经完成,文中给出了其冷测结果.

摘要：通过理论分析指出,单模相对论返波振荡器内的平均场强正比于其工作频率,工作在高频段难以实现长脉冲运行。采用电磁场仿真方法,比较了x波段单模和过模慢波结构的场分布特点,结果表明:增加过模比能有效减小慢波结构表面的射频场强,但由于场分布变化导致场强的减小与过模比的增加相比并不显著。利用过模比约为3的慢波结构设计了一种x波段长脉冲高功率微波源。实验中,在单次运行条件下,输出微波功率达到2 GW、脉宽80 ns;在20 Hz重复频率运行条件下,输出微波功率达到1.2 GW、脉宽100 ns。器件产生的微波频率为9.38 GHz,主模为TM01,效率约24%。微波窗口和慢波结构表面的射频击穿是目前实验中限制微波功率和脉宽增加的关键因素。