X波段高阻抗相對(duì)論速調(diào)管放大器的仿真設(shè)計(jì).pdf

1、相干功率合成是高功率微波技術(shù)發(fā)展的重要方向?；跓彡帢O的高阻抗相對(duì)論速調(diào)管具有高峰值功率、長(zhǎng)脈寬、高效率、頻率相位穩(wěn)定等優(yōu)勢(shì)，是具有相干合成潛力的重要器件之一。本文采用粒子模擬的方法對(duì)一種 X波段高阻抗相對(duì)論速調(diào)管放大器開展仿真設(shè)計(jì)，為進(jìn)一步開展相關(guān)研究奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。主要內(nèi)容包括：
　　1．提出了具有同軸輸出結(jié)構(gòu)的X波段高阻抗相對(duì)論速調(diào)管放大器方案，與傳統(tǒng)徑向臂輸出方案相比，具有結(jié)構(gòu)緊湊、功率容量高等優(yōu)點(diǎn)，適合高功率輸出和應(yīng)用

2、。
　　2．在對(duì)藥盒型諧振腔冷腔特性分析、熱腔測(cè)試等研究基礎(chǔ)上，建立了器件高頻結(jié)構(gòu)全系統(tǒng)的粒子模擬模型，對(duì)器件的工作特性進(jìn)行了系統(tǒng)地研究。分析了幾何參數(shù)和工作參數(shù)對(duì)器件性能的影響，重點(diǎn)解決了輸入腔匹配吸收，中間腔過(guò)調(diào)制抑制，束波轉(zhuǎn)換效率提高等關(guān)鍵問(wèn)題。通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，在陰極電壓520 kV、束電流460 A、外加磁場(chǎng)0.4 T的條件下，模擬獲得了基波電流調(diào)制深度達(dá)162％，功率105 MW、效率43.5%、增益50 dB、頻率11.

3、424 GHz的輸出。
　　3．結(jié)合器件對(duì)電子束產(chǎn)生和傳輸?shù)男枨?，設(shè)計(jì)了一種高導(dǎo)流系數(shù)、大壓縮比的電子光學(xué)系統(tǒng)，基本滿足器件正常工作的要求。采用皮爾斯電子槍綜合設(shè)計(jì)法建立了電子槍的物理模型，利用局部大曲率半徑聚焦極和陽(yáng)極來(lái)降低場(chǎng)強(qiáng)，優(yōu)化了電子槍靜電特性。利用SUPERFISH軟件設(shè)計(jì)了相匹配的部分屏蔽流電磁聚焦系統(tǒng)，獲得了電壓525 kV、電流328 A的實(shí)心電子束，導(dǎo)流系數(shù)約0.9μp、面壓縮比97、通過(guò)率100%、半徑約3 m