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2工作模式下可调谐同轴辐射相对论磁控管的模拟研究

李伟 刘永贵

2工作模式下可调谐同轴辐射相对论磁控管的模拟研究

李伟, 刘永贵
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  • 采用三维粒子模拟,开展了2工作模式下同轴辐射相对论磁控管的频率调谐研究.利用在互作用区的谐振腔中填充固体电介质来实现器件的频率调谐.通过改变电介质的相对介电常数以及内半径考察了所研究的同轴辐射相对论磁控管的工作频率、平均输出功率以及效率的变化情况,并对电介质的频率调谐作用进行了简单的理论分析.模拟结果表明:在不改变基本结构参数以及工作点的情况下,仅调整固体电介质的相对介电常数或内半径实现了所研究的同轴辐射相对论磁控管S波段到L波段的跨频段调谐;电介质的插入同时也改善了输出性能,当相对介电常数在615且内半径在4.184.40 cm之间时,功率效率得到提升,提升幅度可达80%,单边调谐宽度小于55%.
    [1]

    Kovalev N F, Kolchugin B D, Nechaev V E, Ofitserov M M, Soluyanov E I, Fuks M 1977 Sov. Tech. Phys. Lett. 3 430

    [2]

    Kovalev N F, Kolomenski A A, Krastelev E G, Kuznetsov M I, Maine A M, Nechaev E V, Ofitserov M M, Papdichev V A, Petelin M I, Fuks M, Chekanova L N 1980 Sov. Tech. Phys. Lett. 6 197

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    Fuks M, Schamiloglu E 2002 Proc. SPIE 4720 18

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    Fuks M, Kovalev N F, Andreev A D, Schamiloglu E 2006 IEEE Trans. Plasma Sci. 34 620

    [8]
    [9]

    Daimon M, Jiang W H 2007 Appl. Phys. Lett. 91 191503

    [10]
    [11]

    Li W, Liu Y G 2009 J. Appl. Phys. 106 053303

    [12]

    Li W, Liu Y G 2010 J. Appl. Phys. 108 113303

    [13]
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    Li W, Liu Y G 2011 Phys. Plasmas 18 023103

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    Fuks M, Schamiloglu E 2010 IEEE Trans. Plasma Sci. 38 1302

    [17]
    [18]
    [19]

    Benford J 2010 International Conference on CAVMAG(Bournemouth: IEEE) p40

    [20]

    Treado T A, Doggett W O, Thomas G E 1988 IEEE Trans. Plasma Sci. 16 237

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    Lemke R W, Genoni T C, Spencer T A 2000 Phys. Plasmas 7 706

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    [25]

    Levine J S, Harteneck B D, Price H D 1995 Proc. SPIE 2557 74

  • [1]

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    Kovalev N F, Kolomenski A A, Krastelev E G, Kuznetsov M I, Maine A M, Nechaev E V, Ofitserov M M, Papdichev V A, Petelin M I, Fuks M, Chekanova L N 1980 Sov. Tech. Phys. Lett. 6 197

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    Fuks M, Schamiloglu E 2002 Proc. SPIE 4720 18

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    Fuks M, Kovalev N F, Andreev A D, Schamiloglu E 2006 IEEE Trans. Plasma Sci. 34 620

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    Treado T A, Doggett W O, Thomas G E 1988 IEEE Trans. Plasma Sci. 16 237

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出版历程
  • 收稿日期:  2010-12-24
  • 修回日期:  2011-08-09
  • 刊出日期:  2011-06-05

2工作模式下可调谐同轴辐射相对论磁控管的模拟研究

  • 1. 国防科学技术大学光电科学与工程学院,长沙 410073

摘要: 采用三维粒子模拟,开展了2工作模式下同轴辐射相对论磁控管的频率调谐研究.利用在互作用区的谐振腔中填充固体电介质来实现器件的频率调谐.通过改变电介质的相对介电常数以及内半径考察了所研究的同轴辐射相对论磁控管的工作频率、平均输出功率以及效率的变化情况,并对电介质的频率调谐作用进行了简单的理论分析.模拟结果表明:在不改变基本结构参数以及工作点的情况下,仅调整固体电介质的相对介电常数或内半径实现了所研究的同轴辐射相对论磁控管S波段到L波段的跨频段调谐;电介质的插入同时也改善了输出性能,当相对介电常数在615且内半径在4.184.40 cm之间时,功率效率得到提升,提升幅度可达80%,单边调谐宽度小于55%.

English Abstract

参考文献 (25)

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