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：作为一种空间电荷高功率微波器件,同轴虚阴极振荡器微波输出模式一般为TM01与TE11模式的混合模式.本文通过数值模拟及实验分析,对同轴虚阴极振荡器进行了结构调整,提出了一种同轴反馈式虚阴极振荡器.通过对阳极网的结构设计,器件内阳极网的反馈结构改变了阳极网内虚阴极反射电子束的分布,实现了同轴虚阴极振荡器以TM01模式为主要模式输出的高功率微波.同轴虚阴极振荡器在工作电压400 kV下微波输出850 MW,微波脉宽半高宽约30 ns,频率为4.1 GHz.

摘要：介绍了变阻抗线的工作原理,给出了类Blumlein线结构变阻抗线的倍压特性,变阻抗线能够实现能量的完全传输,输出电压为输入电压的(n+1)/2倍;以平板结构为例研究了变阻抗线中的阻抗偏差问题:传输线实际阻抗较理论设计值偏大,各级的偏差基本在20%以内;通过电磁仿真研究了三级类Blumlein线结构变阻抗线中各级阻抗偏差对于倍压系数的影响,在阻抗偏差范围内,倍压系数随着阻抗的增大而减小,倍压系数在1.9～2.1范围内,给出倍压系数受各级阻抗偏差的影响规律;设计了三级类Blumlein线结构平板传输线进行实验,输出电压为3833V,与理论设计相符。

摘要：介绍了一种基于薄膜介质线的紧凑型脉冲功率源的设计与实验,脉冲功率源系统体积约0.5m^3,输出功率大于4GW、脉宽约150ns。该脉冲功率源采用模块化设计,系统主要包括充电组件、薄膜介质线模块和气体火花间隙开关组三个部分。薄膜介质线储能介质为聚酰亚胺薄膜,为抑制电磁耦合以及电晕现象,匝间距选为30mm。优化设计的三电极场畸变开关直径150mm、高45mm、电感值16.2nH。为降低系统电感,薄膜介质线模块与开关间采用传输线的布线方式,中间绝缘采用聚酰亚胺膜,在2mm间距下实现了100kV耐压。

摘要：针对器件工程应用中的高功率高增益需求,设计了工作在X波段的高功率高增益多注相对论速调管放大器,建立了带输入、输出波导结构的三维整管模型。设计双边对称耦合孔输入腔结构,降低了输入波导对输入腔间隙电场均匀性的影响以抑制非均匀干扰模式;设计采用多腔多间隙群聚结构,降低了输入微波功率的需求,提高了器件放大增益;并且分析设计了多间隙扩展互作用微波提取结构,提高了器件的功率转换效率以及降低输出结构表面电场强度。通过优化设计,粒子模拟仿真实现X波段多注相对论速调管放大器输出微波功率达到3.2 GW,器件放大增益约为60 dB,功率转换效率约为40%。器件验证实验在电子束电压550 kV,电流5.1 kA的情况下,输出功率为0.99 GW,放大增益约为53 dB,转换效率约为35%。

摘要：采用FR-4型PCB板材为传输介质,设计了一种五条线并联的形成线模块。为优化形成线电场分布,绝缘介质层内部嵌有屏蔽电极,分析得到内嵌导体对形成线的特征参量以及传输特性无影响;形成线绝缘介质层厚度为4mm,耐受电压超过200kV,根据绝缘寿命公式分析,形成线可以在50～80kV长时间工作;将PCB板折叠线通过并联以及封装组成形成线模块,外观尺寸为700mm×550mm×40mm,特征阻抗为5.35Ω,通过搭建Blumlein装置进行实验,在充电50kV条件下,测得输出电压为45kV,脉冲半高宽140ns,平顶宽度75ns,前沿65ns。

摘要：设计了一种能在S波段和C波段实现稳定输出的高功率相对论速调管放大器,并使用电磁粒子PIC程序进行了模拟研究。模拟结果表明:采用700kV,4kA的电子束,在注入微波功率340kW、注入微波频率分别为2.8GHz和3.2GHz的条件下,通过合理选择输入腔和中间腔的结构和工作模式、调节器件输出腔的腔长,模拟实现了S波段(3.2GHz)和C波段(5.6GHz)分别为1GW和490 MW的微波输出,束波转换效率分别约为35%和17%。

摘要：波导间缝隙的互耦会严重降低高功率微波宽边纵缝波导缝隙阵的宽角扫描能力。设计了一L波段高功率宽边纵缝波导缝隙阵,在阵列波导间设计扼流槽结构抑制缝隙互耦。数值模拟结果表明,没有扼流槽结构的阵列波束扫描增益下降3dB的角度为24.7°,具有扼流结构的阵列扫描增益下降3dB的角度为33°。同时扼流结构还可以明显改善阵列的有源反射系数,有扼流结构的阵列有源VSWR≤3的带宽为6.6%,而没有扼流结构的阵列有源VSWR≤3的带宽为5.0%。数值模拟结果还表明,波束扫描时(扫描角35°),阵列功率容量可达到957 MW,比阵列无波束扫描时(1.008GW)稍低一点。

摘要：设计了一种用于S波段、工作带宽10%的相对论速调管放大器结构。该宽带管采用多间隙输入腔、两个中间腔和重叠模双间隙输出腔来拓展相对论速调管放大器(RKA)群聚段和输出段的带宽,模拟得到基波调制深度大于80%时,RKA群聚段和输出段的带宽分别为11%和15%。整管模拟时,通过调节注入微波频率和功率,得到最大功率1.58 GW、3 d B相对工作带宽10%、带内微波功率不小于1 GW的输出微波。

摘要：扩展互作用速调管放大器是一种高功率、高频率的毫米波放大器,具有广阔的应用前景.本文基于电磁模拟软件和三维PIC模拟软件,对工作在W波段扩展互作用速调管放大器进行了设计和仿真.在电子注电压30kV,电流8A的条件下,器件的输出微波功率43kW,频率96.8GHz,增益49.3dB,效率18%.