摘要：为了抑制W波段折叠波导行波管研制中的自激振荡,保证行波管正常放大工作,分析了折叠波导慢波结构中反射振荡、返波振荡和带边振荡的产生原因,开展了折叠波导行波管振荡抑制技术研究,通过优化设计和工艺研究采用周期跳变作为关键技术用于W波段折叠波导行波管的研制。通过模拟检验和实验验证,证明采用了振荡抑制技术后行波管自激振荡得到了有效的抑制,W波段脉冲行波管在20%占空比时脉冲输出功率大于100W,带宽大于5GHz。

摘要：根据动态核极化核磁共振(DNP-NMR)发展需要,对应用于400 MHz DNP-NMR的263 GHz回旋振荡管高频系统进行研究,通过非线性理论计算程序对其进行分析,给出了工作模式为TE03的高频系统的设计参数。并通过粒子模拟(PIC)软件进行注波互作用计算,结果表明,在工作电压10 kV,注电流0.2 A,电子注速度比为2.0时,设计的高频系统输出功率为460.2 W,效率达到23.1%,约1 GHz的调频率范围,可满足263 GHz整管参数设计要求,从而为DNP-NMR用回旋振荡管的研制打下技术基础。

摘要：针对短毫米波有源相控阵应用,文中优化设计了W波段高效率高频系统、低电压电子枪、一维阵列电子注平面聚焦系统和4路平面集成行波管拓扑结构,采用常规PPM聚焦系统制管验证了高频系统设计的有效性,设计并制作了2路流通管样件,电子注流通率均高于85%,验证了一维阵列电子注平面聚焦系统的设计有效性。基于验证的高频系统、低电压电子枪以及平面磁聚焦系统,设计了4路平面集成行波管拓扑结构,研制了W波段4路平面集成行波管样管。测试结果表明,4路行波管电子注流通率均高于80%,相同工作电压(12.6 kV)下4路行波管输出功率优于10 W,带宽均达到6 GHz,增益均高于25 dB,具有较好的电性能一致性,为短毫米波行波管有源相控阵应用提供了新的解决方案。

摘要：针对高功率和高频率真空电子器件对大电流低脉动电子注聚焦的要求,文中基于一种高峰值且高次谐波可调的复合周期永磁聚焦系统,建立了理论计算模型并对其进行了分析和验证。该结构引入新极靴构成复合周期调节磁场高次谐波,以提高大电流电子注的稳定性。为优化磁场高次谐波,进一步拓展磁场参量稳定区,考虑极靴处磁场强度的影响,在理想化模型的基础上建立修正型理论模型,通过分析聚焦结构各参数分别对不同谐波的影响,并与CST软件计算结果对比,将理论模型磁场峰值处计算误差由8.08%降低到3.91%,平均误差由1.30%降低到1.04%,为复合周期永磁聚焦系统快速设计提供了一种方法。

摘要：计算行波管注波互作用特性是工程中设计整管的重要环节。基于精密网格划分求解麦克斯韦方程组的粒子模拟方法消耗计算机内存大,运行时间长,研制行波管的效率低。文中以带状电子注行波管为例,推导了适用于矩形电子盘的空间电荷场理论,结合电子运动方程与激励电场方程,建立了带状注行波管一维注波互作用频域理论。通过开发程序求解注波互作用方程组,能够快速得到运行结果。该理论忽略了电子的横向运动,并且简化近似了注波互作用体系,从而实现准确、快速运算的目的。文中以三维全波电磁仿真软件的运行结果和G波段行波管实验结果验证了快速计算程序的高效性与可靠性。

摘要：准光模式转换器是高功率毫米波回旋管的重要组成部份,能够实现电磁波与电子注的分离、隔离波的反射,并实现回旋管的高斯波束输出。基于耦合波理论,分析设计出用于频率140GHz、TE_(22.6)模式回旋管的Denisov辐射器;基于几何光学理论,设计出准光反射镜面系统,并采用Feko软件进行优化。计算结果表明,所设计的准光模式转换器系统的转换效率约为97.3%,波束的高斯含量约为93.3%,达到了回旋管的应用需求。

摘要：针对X波段冷阴极小型化螺旋线行波管电子枪设计,基于皮尔斯型电子枪结构,采用CST粒子工作室对工作电流为30mA的行波管电子枪与PPM聚焦系统进行了电子光学联合仿真与优化设计,确定了电子枪结构参数和工作条件,获得了满意的电子注聚焦参数,实现了小型化PPM聚焦行波管的电子注良好聚焦。

摘要：有源相控阵雷达、无人机载侦察雷达的高频率发展,对小型化W波段行波管提出了明确应用需求。文中主要开展W波段行波管小型化研究,设计上采用低电压、大电流方案提高增益参量,使用高耦合阻抗慢波结构搭配相速跳变技术提升电子效率;同时开展零部件结构设计,实现整管小型化。基于上述方法开展了低电压百瓦级W波段行波管设计并进行了制管验证。实测结果显示工作电压12.8 kV,89 GHz~100 GHz频带内输出功率大于100 W;使用四极降压收集极提升总效率,90 GHz~99 GHz内总效率大于30%,整管带外包装件尺寸为252×50×42 mm^(3)。

摘要：回旋振荡管采用三次谐波工作方式的互作用磁场只有基波状态磁场的三分之一,可有效降低设计难度,具有广阔的应用前景。通过对三段式单腔结构的耦合系数、起振电流、高频场分布、模式竞争以及注波互作用研究,确定了工作模式为TE_(03)的W波段低电压三次谐波回旋振荡管的基本工作参数;通过粒子模拟软件(PIC)模拟分析,在电子注电压、注电流及速度比分别为35 kV、4 A和1.6时,在93.7 GHz频点处获得15.57 kW的输出功率,效率约11.1%,且该管可在此工作模式下稳定工作。

摘要：设计了一支可工作于4~9次谐波的大回旋太赫兹振荡管,借助于三维粒子模拟,研究了设计的大回旋振荡管注-波互作用机理、高次谐波工作特性、谐波模式间竞争等关键特性。结果表明,通过调节磁场强度,可以在多个相邻谐波处连续激发振荡,实现频率为240 GHz到460 GHz之间的太赫兹波辐射,最大辐射功率为19kW。同时研究了第7、8和9次谐波模式之间的竞争,讨论了实现稳定注-波互作用和高次谐波状态下单模工作的方法。此外,论文还对不同谐波状态下的欧姆损耗功率进行了研究。