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0.14THz基模多注折叠波导行波管的理论与模拟研究

颜胜美 苏伟 王亚军 徐翱 陈樟 金大志 向伟

0.14THz基模多注折叠波导行波管的理论与模拟研究

颜胜美, 苏伟, 王亚军, 徐翱, 陈樟, 金大志, 向伟
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  • 为解决THz行波管工作电流过小、输出功率低等问题, 提出了基模多注工作模式的折叠波导行波管. 首先, 获得了基模多注折叠波导色散特性的等效传输线计算模型, 并与数值模拟结果进行了比较; 然后, 对基模多注折叠波导的传输特性进行了模拟计算; 最后, 通过模拟和理论计算完成了0.14 THz基模多注折叠波导行波管的注波互作用特性分析. 电子注参数为12 mA, 15.75 kV时, 获得的3 dB带宽为25 GHz (128–153 GHz), 最大增益为33.61 dB, 最大峰值功率为23 W; 电子注参数为30 mA, 15.75 kV时, 在0.14 THz处获得了38 dB增益, 最大脉冲输出功率为63.1 W. 对比同条件下基模单注折叠波导行波管, 3 dB带宽提升了1倍, 0.14 THz处输出功率增大了9.66倍, 互作用效率增大了3.22倍; 当增益相同时, 多注方式的互作用长度较单注缩短了33%. 该方法能够有效增大THz行波管的工作电流, 提高互作用增益及效率、3 dB带宽、输出功率; 在增益相同时, 基模多注行波管可以做得更短更紧凑.
    • 基金项目: 中国工程物理研究院超精密加工技术重点实验室开放基金(批准号:2012CJMZZ00007)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-07-04
  • 修回日期:  2014-07-20
  • 刊出日期:  2014-12-05

0.14THz基模多注折叠波导行波管的理论与模拟研究

  • 1. 中国工程物理研究院电子工程研究所, 绵阳 621900
    基金项目: 

    中国工程物理研究院超精密加工技术重点实验室开放基金(批准号:2012CJMZZ00007)资助的课题.

摘要: 为解决THz行波管工作电流过小、输出功率低等问题, 提出了基模多注工作模式的折叠波导行波管. 首先, 获得了基模多注折叠波导色散特性的等效传输线计算模型, 并与数值模拟结果进行了比较; 然后, 对基模多注折叠波导的传输特性进行了模拟计算; 最后, 通过模拟和理论计算完成了0.14 THz基模多注折叠波导行波管的注波互作用特性分析. 电子注参数为12 mA, 15.75 kV时, 获得的3 dB带宽为25 GHz (128–153 GHz), 最大增益为33.61 dB, 最大峰值功率为23 W; 电子注参数为30 mA, 15.75 kV时, 在0.14 THz处获得了38 dB增益, 最大脉冲输出功率为63.1 W. 对比同条件下基模单注折叠波导行波管, 3 dB带宽提升了1倍, 0.14 THz处输出功率增大了9.66倍, 互作用效率增大了3.22倍; 当增益相同时, 多注方式的互作用长度较单注缩短了33%. 该方法能够有效增大THz行波管的工作电流, 提高互作用增益及效率、3 dB带宽、输出功率; 在增益相同时, 基模多注行波管可以做得更短更紧凑.

English Abstract

参考文献 (26)

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