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170GHz兆瓦级同轴回旋振荡管的分析计算

覃觅觅 罗勇 杨阔 黄勇

170GHz兆瓦级同轴回旋振荡管的分析计算

覃觅觅, 罗勇, 杨阔, 黄勇
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  • 回旋管是最有希望应用于正在实施的国际热核实验反应堆计划的微波源器件,然而研究设计符合要求的回旋管还存在很多困难需要解决. 对170 GHz兆瓦级光滑同轴回旋管的注-波互作用进行了研究. 选取模式谱相对稀疏的TE31,12作为工作模式,利用Matlab编制源程序,计算了同轴回旋管的注-波耦合系数、起振电流.在考虑电子速度零散、腔壁电阻率和单模近似的基础上,对光滑同轴谐振腔的优化设计和注-波互作用进行了仿真,给出了磁场、电压、电流和内导体倾角等参量与回旋管效率的关系.结果表明,电压和磁场对回旋管效率影响较大,电子速度零散对回旋管效率影响较小,因而可降低电子枪的设计要求.此外,优化内导体倾角和同轴谐振腔结构参数可提高注-波互作用效率,降低电子速度零散对互作用效率的影响,获得了约50%的电子效率及1.7 MW输出功率.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:G0501040161101040)和四川省教育厅科研计划(批准号:13ZB0034)资助课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2013-11-24
  • 修回日期:  2014-01-05
  • 刊出日期:  2014-03-05

170GHz兆瓦级同轴回旋振荡管的分析计算

  • 1. 电子科技大学物理电子学院, 成都 610054;
  • 2. 阿坝师范高等专科学校电子信息工程系, 汶川 623001
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:G0501040161101040)和四川省教育厅科研计划(批准号:13ZB0034)资助课题.

摘要: 回旋管是最有希望应用于正在实施的国际热核实验反应堆计划的微波源器件,然而研究设计符合要求的回旋管还存在很多困难需要解决. 对170 GHz兆瓦级光滑同轴回旋管的注-波互作用进行了研究. 选取模式谱相对稀疏的TE31,12作为工作模式,利用Matlab编制源程序,计算了同轴回旋管的注-波耦合系数、起振电流.在考虑电子速度零散、腔壁电阻率和单模近似的基础上,对光滑同轴谐振腔的优化设计和注-波互作用进行了仿真,给出了磁场、电压、电流和内导体倾角等参量与回旋管效率的关系.结果表明,电压和磁场对回旋管效率影响较大,电子速度零散对回旋管效率影响较小,因而可降低电子枪的设计要求.此外,优化内导体倾角和同轴谐振腔结构参数可提高注-波互作用效率,降低电子速度零散对互作用效率的影响,获得了约50%的电子效率及1.7 MW输出功率.

English Abstract

参考文献 (20)

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