摘要：针对U型曲折线慢波结构带状注行波管杂模抑制和互作用效率提高等面临的挑战,提出了一种开口菱形超材料结构。在综合考虑电路单元谐振性能、与U型曲折线慢波结构之间的协调配合以及电路实现可行性和结构简单等因素,通过电路设计和数值模拟优化等具体措施相结合,探讨这种超材料对增强注波互作用表面电场和抑制电路振荡的效果。在Ka波段优化的结果表明,这种超材料在抑制杂波和改善注波互作用效率方面效果明显,对此类行波管稳定性提高具有重要意义。

摘要：LCLC谐振变换器广泛应用在空间行波管放大器(TWTA)中,起到升压的作用。在LCLC谐振变换器中,具有多个谐振参数,即变压器漏感、串联谐振电容、励磁电感以及并联谐振电容。多个谐振参数增加了LCLC谐振变换器总损耗优化的难度。该文提出一种基于粒子群优化算法的LCLC谐振变换器优化设计方法,解决LCLC谐振变换器由于多个谐振参数造成的总损耗优化困难的问题。首先,推导了LCLC谐振变换器的总损耗公式;其次,采用粒子群优化算法,对LCLC谐振变换器的总损耗进行了优化,得到了总损耗最小时的谐振变换器参数;最后,基于优化的LCLC谐振变换器参数,搭建了LCLC谐振变换器,并进行了一系列实验。实验结果证明了该优化设计方法的有效性。

摘要：基于开放式谐振腔及准光学模式变换理论,设计并实现了一种应用于回旋管振荡器冷测的高阶模式激励器。以140 GHz、TE_(28,8)模工作为例,通过计算机编程控制三维移动测量平台和网络分析仪完成了相应的实验测量。当模拟仿真获得在谐振腔激起频率为140.179 GHz、Q值为855、输出场分布与TE_(28,8)模的相关性为90.9%时,对应设计构建模式激励器完成的冷测结果频率为140.155 GHz、Q值为876、横向电场明显具有TE_(28,8)的特征,为回旋管振荡器研究和设计过程检验提供了一个有效的实验平台。

摘要：基于140 GHz兆瓦级回旋振荡器电子枪设计和研制,利用ANSYS热分析软件,建立相应的磁控注入电子枪模型,分析电子枪工作时阴极温度均匀性及热形变,尝试通过相关几何和电参数的调整,在改善阴极温度均匀性的基础上,尽可能消除热形变对电子轨迹质量的影响。通过对比相同加热功率下阴极发射带的实测温度及仿真温度,评价了仿真模型及结果的合理性,为阴极组件的实际设计提供了参考数据。

摘要：针对170 GHz回旋管研究,设计了一种高效Denisov准光模式变换器,该回旋管工作在TE_(31,8)模式。模式变换器由微扰结构的辐射器和镜面系统组成。基于耦合模理论和矢量绕射理论,研究了两级微扰辐射器,优化设计了镜面系统。仿真结果显示,TE_(31,8)模式转换为高斯光束,其输出功率转换效率为93.7%。

摘要：针对W波段速调管难以实现连续波高功率的问题,设计了一个工作在TM_(31)-2π模式的W波段连续波带状注扩展相互作用速调管(EIK)高频电路,该电路采用电压20 kV、电流0.65 A,2.5 mm×0.3 mm的带状电子注,高频系统采用五个哑铃型的五间隙谐振腔,输出系统采用对称输出波导。通过理论设计和高频结构参数优化,三维PIC仿真结果显示:在输入功率0.2 W的条件下,能够获得超过1200 W的输出功率,效率和增益分别为9.35%和37.8 dB。在高频参数敏感性和误差稳定性方面,对TM_(31)模式和TM_(11)模式进行了详细的对比分析。

摘要：为满足无线传能系统对高效率大功率毫米波功率源的迫切需求,开展大功率连续波速调管高效率技术研究,采用降压收集极技术实现速调管在效率上的有效提升。主要介绍了某Ka波段大功率连续波分布作用速调管(EIK)降压收集极的设计方案,包括注-波互作用后废电子能量分布及行为特性的研究,收集极初始条件、结构及电极电压的设计,给出了单级降压收集极和两级降压收集极的设计和计算结果。三维粒子模拟(PIC)计算结果表明,该Ka波段连续波EIK采用单级降压收集极时回收效率为41.0%,采用两级降压收集极时回收效率为68.8%,EIK总管效率相比于未采用降压收集极技术时的27.5%上升至54.8%,表明通过降压收集极技术可有效提升毫米波大功率速调管工作效率。

摘要：扩展互作用速调管采用多间隙分布作用谐振腔和全金属平面结构,互作用电路短、单位长度增益高,其平面化结构特征与现代微加工工艺相兼容,已成为发展太赫兹高功率源的研究热点,进一步展宽扩展互作用速调管放大器的带宽成为拓展其应用的关键技术问题。设计了一种G波段5腔多间隙注波互作用电路,采用参差调谐技术扩展群聚段带宽和滤波器加载技术扩展输出段带宽,通过CST软件对结构参数优化和输出特性模拟仿真,结果表明:在电子注电压19 kV,电流300 mA,输入功率120 mW时,获得输出功率222 W,电子效率3.89%,增益32.67 dB,3 dB瞬时带宽达到了1.5 GHz。

摘要：提出了一种工作在TM_(310)模式下的用于高次模式速调管的新型谐振腔。通过对侧腔电场的离散化,可以有效地增强中间腔和侧腔的电场。当两腔均工作在TM_(310)模式时,新型谐振腔的特性阻抗均高于传统的哑铃型腔。对两种腔体进行了尺寸敏感性分析。在此基础上,设计了一个W频段的射频电路。当向射频电路注入45 mW的输入功率时,获得了52.4 dB的高增益和7.8 kW的峰值输出功率。互作用电路由25 kV、2 A的圆形电子注驱动。该互作用电路的电子效率和3-dB带宽分别为15.6%和120 MHz。

摘要：多级降压收集极是太赫兹行波管中回收废电子注的重要部件,对整管工作效率有重要影响.为提升整管工作效率,提出一种非轴对称结构的太赫兹频段行波管降压收集极的设计方案.通过研究注波互作用后的废电子注能量特性,设计了轴对称太赫兹频段行波管降压收集极结构,再采用非轴对称结构进行优化.三维粒子模拟计算结果显示,在考虑二次电子发射的情况下,采用三级轴对称降压收集极的太赫兹行波管,最佳回收效率为79.30%,粒子回流率为3.12%,整管工作效率为4.47%;而当采用三级非轴对称结构降压收集极时,太赫兹行波管的回收效率升至89.50%,粒子回流率降至0.53%,整管工作效率为8.38%.采用非对称结构设计的降压收集极可有效提高太赫兹行波管的整管工作效率.