摘要：Ga As光导开关在较高的场强下可工作于雪崩模式,为此设计了异面体结构的Ga As光导开关以提高开关场强。设计的开关芯片厚度为2mm,电极间隙为3mm,利用半导体激光二极管对开关进行了触发实验。当开关充电电压超过8k V后,开关输出脉冲幅度显著增强,输出脉冲前沿快于光脉冲,开关开始了雪崩工作模式,且随着开关电场不断增加,开关输出电压幅值也线性增加。在不同触发能量下,开关输出电压幅值和波形基本没有改变,但在较高的触发能量和高的偏置电场下,开关抖动较小,实验中开关获得的最小抖动约500ps。

摘要：强流相对论多注速调管相对于单注速调管具有导流系数低,输出功率高和效率高的优点,并且可以明显降低引导磁场强度,因此得到快速发展。但是其多注电子束引入漂移管效率低的问题,影响了多注速调管的整管效率,限制了其稳定高效运行和应用推广。论文采用粒子仿真软件CHIPIC对多注速调管二极管爆炸发射过程进行仿真研究,寻找影响多注速调管引入效率的主要因素,并对阴极结构进行了优化,设计出三种两段式新型多注阴极结构并进行冷阴极爆炸发射模拟研究。研究结果表明:给定参数下,常规结构由于底座边缘的不必要的环形电子束发射,只能达到82%的引入效率,而三种新型阴极结构通过抑制不必要电子发射,引入效率都可以提高至95%以上,最高达到99%。

摘要：介绍了快速关断半导体开关(DSRD)的工作原理,研究了开关内部的物理过程,分析了系统参数对开关输出特性的影响,研究发现:基区材料的击穿阈值越高、载流子饱和漂移速度越大输出电压上升速率越快;基区高的电场击穿阈值或低的掺杂浓度会增加器件关断时间和最大工作电压;考虑各参数的影响,基于高击穿阈值的DSRD是实现快脉冲输出的理想器件;缩短正向泵浦时间可有效抑制预脉冲,当正向泵浦时间小于200 ns时,输出脉冲波形基本不变;为了获得理想的脉冲前沿,反向电流应在达到峰值时完成对注入电荷的抽取。设计了单前级开关的DSRD泵浦电路,研制了基于DSRD的快脉冲产生系统,输出脉冲前沿约4 ns,电压约8 kV,电压上升速率约2 kV/ns,满足FID开关器件对触发电压的要求。

摘要：设计了一种全腔提取轴向输出相对论磁控管。在π模工作的N腔磁控管中,该结构利用磁耦合的方式通过两个相邻谐振腔在一个扇形波导内激励起TE_(11)模,然后再由N/2个相位相同的扇形波导TE_(11)模沿轴向向外传输。对L波段全腔提取轴向输出磁控管进行了仿真设计,在600kV,6.3kA的条件下,获得1.89GW微波输出,功率转换效率50%,微波频率1.57GHz。该结构在径向方向上仅增加一个扇形波导厚度,便于实现相对论磁控管的紧凑、高效设计。

摘要：为实现一种具有近场聚焦、斜波束出射能力的偏馈口径天线,采用几何光学方法设计了一种赋形聚焦双反射面天线。基于光线传播的能量守恒定律、Snell定律及光径长度相等三个光学定律开展了天线主反射面赋形设计,副反射面的设计采用Snell定理作为约束条件。通过理论公式和实验测试研究,实现了一种出射波束口径为110cm、波束出射方向与竖直方向成20°夹角的赋形聚焦偏馈双反射面天线。在中心频率95GHz下,实测相位实现近场聚焦,出射波束与垂直方向成20°夹角。

摘要：为了探索相对论速调管放大器(RKA)的小型化技术,开展了同轴RKA周期永磁聚焦的物理与设计技术研究。周期永磁聚焦系统采用Halbach阵列结构,产生的磁场类型为周期性会切磁场。首先给出该系统的磁场各个分量的表达式,分析该系统磁场分布的特点,并推导得出该系统聚焦强流环形电子束的稳定条件。根据该稳定条件,对Ka波段同轴RKA设计了一个周期永磁聚焦系统,并优化了周期磁场参数,确定了磁场系统设计的最佳周期和幅值。研究结果显示,周期永磁(PPM)聚焦系统在周期长度18 mm和磁场幅值0.33T的条件下可引导500kV、6kA的同轴RKA,得到1GW的微波输出功率,物理分析确定了周期永磁聚焦系统应用于高功率同轴RKA的技术可能性。

摘要：为了展宽相对论速调管放大器的输出段带宽,设计了一种用于S波段、10%带宽、相对论速调管放大器输出腔结构。该结构采用重叠模双间隙腔,该腔有两个工作模式(0模和π模)。采用三维程序模拟分析发现:两个腔间的圆盘半径增大时,0模的谐频率几乎不变,π模的谐振频率升高即模式间隔增大;当间隙长度增大时,模式间隔减小;当输出耦合孔的角度在一定范围内由小变大时,模式间隔增大;输出腔半径增大时,模式间隔减小。本文通过调节以上腔体尺寸使两个工作模式的频率部分重合增加了输出腔的工作带宽。在束压850k V、束流7.6k A、基波调制深度为90%时、调制微波频率为2.85GHz时,采用三维PIC程序模拟得到2GW的输出微波功率,3d B相对带宽约10%。

摘要：采用带6位移相器功能、输出功率大于30W、增益45d B带6位移相器功能的C波段固态单元Ga N功放模块,通过高效率同轴波导径向空间功率合成方法,研制高功率高效率固态C波段Ga N微波源,该微波源具有高频、高功率、高效率、高热导率、高可靠、体积小、重量轻等优点。设计举例:研制一种新型大功率C波段全固态Ga N微波源,其输出功率(CW)1.2k W、总效率30%、谐波抑制-54.8d Bc、杂散-63.69d Bc、相位噪声-94.03d Bc/Hz@1k Hz、移相精度5.6o、同轴波导径向空间功率合成效率95%。

摘要：采用数理统计方法分析了任意分布的随机相位误差对多台不等功率辐射源组成的天线阵空间功率合成效率的影响,得到了由多台不等幅馈电的阵元组成的天线阵空间功率合成效率期望值的解析表达式。通过该解析式可利用快速傅里叶变换(FFT)快速分析任意数目阵元组成的天线阵在目标点的期望合成效率,为空间功率合成系统的总体合成效率预估并合理分解各分系统随机相位抖动指标提供了一种高效的解析分析方法。作为算例,用得到的解析公式分析相位误差分布呈均匀分布、正态分布和三角形分布三种典型情况对合成效率的影响。

摘要：Marx发生器作为高功率微波辐射系统的驱动源,较易实现高输出峰值电压、结构紧凑、体积小,在系统小型化研究方面占据优势。介绍了紧凑型重复频率Marx发生器的结构特点,通过理论分析和实验研究,研制1台14级重复频率Marx发生器。采用正负双边恒流充电及全电感隔离,减小了能量损失,提高了Marx发生器工作重复频率。采用火花间隙开关和Marx绝缘一体设计,省略电容充电对地回路,使整个系统结构更加紧凑、简便,整个Marx发生器被放置在一个密封的金属圆筒内,圆筒内充SF6气体进行高压绝缘。通过调试,Marx发生器实现稳定、重复频率工作,充0.16MPa的SF6时,输出电压约为475kV,脉冲前沿约为20ns,可以在重复频率1～20Hz下稳定运行。