摘要：在相对论速调管放大器(RKA)的探究实验中,多注RKA中电子束的打斑实验结果表明各注电子束的发射电流大小和横截面形状分布不一致甚至有很大差异影响了RKA的工作稳定性。通过粒子模拟软件对该问题进行相关仿真研究,探究多注阴极几何尺寸分布不一致对发射电流分布的影响。仿真结果表明,单注电子束阴极尺寸,尤其是横向尺寸的差异是影响多注电流大小分布不一致的主要因素,而且横向尺寸还将影响到多注电子束横向电子束形状,该研究对多注RKA的实验研究与优化设计具有指导意义。

摘要：介绍了Rotman透镜的工作原理,给出了透镜的设计方程。为适应天线在高功率水平下工作的需求,使用平板型设计,以提升功率容量,采用宽度渐变的方式改善了Rotman透镜的传输线分布方式。设计了一款工作在9.4GHz、拥有9个输入端口和9个输出端口的高功率容量Rotman透镜天线。仿真结果表明,天线的扫描角度可以达到±22°,各方向增益大于16.5dBi,效率约为60%,功率容量可达到0.9GW。

摘要：利用3维电磁场与粒子模拟软件对S波段多注相对论速调管放大器进行了分析设计和模拟计算。通过对谐振腔本征模的计算确定腔体的冷腔高频特性,采用3维的粒子模拟软件(PIC)模拟分析速调管各腔及整管的束波互作用过程。模拟结果表明:通过引入同轴谐振腔结构,使电子注不必集中在谐振腔中心通过,降低了电场不均性对束波互作用的不利影响;通过引入多电子注,电子在相对较低的轴向聚焦磁场下依然拥有较高的通过率,降低了速调管对聚焦磁场的要求。模拟中采用3个同轴谐振腔进行束波互作用,在输入电压700kV、束流5.8kA和聚焦磁场0.4T的情况下,得到了功率1.4GW的输出微波,效率为35%。

摘要：利用高折射率的金属超材料作为移相器,设计了一种紧凑型高功率微波TEM-TE_(11)模式转换器。通过研究同轴扇形金属栅格超材料的传输特性,得到高折射率的全金属超材料。采用CST Microwave Studio软件对金属超材料TEM-TE_(11)模式转换器进行了数值模拟,结果显示:该转换器在1.56 GHz附近转换效率大于96%,相对带宽约4%,功率容量不低于2 GW,系统纵向长度仅0.42个波长。将所设计的模式转换器结合L波段磁绝缘线振荡器开展了一体化设计,在器件输出口得到了TE_(11)模高功率微波输出。

摘要：针对高功率微波器件的低磁场小型化发展需求,设计了工作在S波段的低磁场紧凑型相对论磁控管,建立了三维仿真模型。设计衍射输出结构,输出模式为TE_(11)模。在圆波导中TE_(11)模具有最小的截止半径,因此选取TE_(11)模输出比高阶模输出具有更小的波导半径。分析了磁控管的输出性能随磁场、输出波导半径和倾斜角的变化规律。在磁场0.34 T、电压352 kV条件下,模拟仿真结果显示磁控管输出功率达到567 MW,功率转换效率为62.5%,在频率为2.37 GHz时波导半径仅为77.5 mm。

摘要：针对高功率微波系统对馈电网络轻重量和小体积等小型化要求,提出一种工作在L波段的紧凑型同轴TEM到4路矩波导TE10的功率分配器。本文首先给出了紧凑型功率分配器的结构,并在同轴传输线中加入"十"字金属杆抑制角向高阶模反射,之后对功率分配器的几何参数进行了全局优化设计,使得在工作频点1.575 GHz时,每路输出端传输系数为-6.2 d B,各阶模式反射均低于-20 d B;通过对模式变换器内的电场幅值分布进行分析,设计功率容量可达到7 GW,且具有非常紧凑的体积,轴线长度仅约0.2 m。

摘要：基于对125 k V LTD模块的实验研究,设计了脉冲形成线为Blumlein结构的150 k V LTD模块,并在此基础上设计了输出电压800 k V、六级模块串联运行的LTD装置。根据理论计算的结果选择了LTD次级线圈的尺寸,通过电路和3D模拟,分析了不同输入方式对输出脉冲波形的影响,结果表明:左端输入方式好于右端输入方式,对于设计的LTD装置的尺寸来说,二者无明显差别;与单边输入方式相比,双边对称输入方式负载脉冲波形的前沿更好。根据800 k V LTD装置的设计参数进行了电路模拟,在60Ω匹配负载上得到的输出脉冲波形前沿约50 ns、平顶约110 ns、后沿约30 ns、幅值约800 k V,该装置的设计结构满足绝缘耐压要求。

摘要：分析了采用单一同轴磁场时强流相对论多注阴极的侧端发射问题,研究了在不同磁场内半径和多注漂移管长度情况下多注电子束的传输效率。研究发现:由于引导磁场尺寸有限,高压下多注阴极杆及多注阴极柱的电子束发射是影响多注电子束传输效率的主要因素,且该部分电子束对多注漂移管入口管壁的轰击直接影响了多注速调管的重频能力。设计了采用永磁铁和同轴磁场组合工作的强流相对论多注二极管,理论分析和模拟计算证明:基于组合磁场的多注二极管可明显减弱甚至抑制多注阴极发射球头以外的电子束发射,并且组合磁场的磁场位形和强度可满足强流相对论多注电子束的高效、稳定传输。

摘要：为实现X波段的相干功率合成,提出了一种高功率的注入锁定相对论返波管模型。器件在结构上分为输入腔和输出慢波结构:输入腔用于减少注入微波的泄漏,同时腔内的驻波电场可以有效调制电子束;输出慢波段实现调制电子束的换能输出。模拟表明该结构在注入功率6 k W的条件下,可以实现2.5 GW输出微波的相位控制。

摘要：为LTD型重复频率脉冲驱动源研制了一种阻抗6Ω、功率2.5GW的长脉冲功率模块。为了提高单模块输出功率、优化模块空间结构、减小脉冲波形畸变,采用了两个放电开关同步驱动四条环形Blumlein PFN的设计思想,实现高压电脉冲对直线变压器初级线圈的四端口对称馈电。借助激光触发火花开关技术,初步开展了LTD电压叠加实验研究,在两级2.5GW脉冲功率模块上获得了功率5.2GW、半宽160ns、重频5Hz的脉冲输出。