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新型全腔输出半透明阴极相对论磁控管的理论和数值研究

杨温渊 董烨 董志伟

新型全腔输出半透明阴极相对论磁控管的理论和数值研究

杨温渊, 董烨, 董志伟
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  • 为减小器件的体积和重量,提高器件的实用性,在轴向渐变输出结构半透明阴极相对论磁控管的基础上,提出了全腔耦合输出结构半透明阴极相对论磁控管,并对其进行了理论分析和数值模拟.采用全腔输出结构后,器件互作用区径向半径由10.5 cm降到6.6 cm,轴向长度由大于40 cm降到小于30 cm,器件尺寸显著减小.通过对输出结构的参数优化,在注入电子束电压和电流分别约为395 kV和5.6 kA、外加磁场为4.75 kGs(1 Gs=10-4 T)时,模拟在S波段获得了效率约50%的微波输出,输出功率达到1.15 GW,模式更加纯净.同时还分析了耦合孔的长度、宽度和深度以及输出波导的宽度和短路面起始位置等参数对输出性能的影响规律.
      通信作者: 杨温渊, yang_wenyuan@iapcm.ac.cn
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:11305015,11475155)和中国工程物理研究院科学技术发展基金(批准号:2015B0402091)资助的课题.
    [1]

    Barker R J, Schamiloglu E 2001 High-Power Microwave Sources and Technologies (New York:Institute of Electrical and Electronics Engineer, Inc.) pp56-60

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    Kim H J, Choi J J 2007 IEEE Trans. Dielectr. Elect. Insul. 14 1045

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    Hoff B W, Greenwood A D, Mardahl P J, M D Haworth 2012 IEEE Trans. Plas. Sci. 40 3046

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    Prasad S, Roybal M, Buchenauer C J, Prestwich K, Fuks M I, Schamiloglu E 2009 IEEE Pulsed Power Conference Washington, DC, USA, June 27-July 1, 2009 p81

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出版历程
  • 收稿日期:  2016-08-11
  • 修回日期:  2016-09-06
  • 刊出日期:  2016-12-05

新型全腔输出半透明阴极相对论磁控管的理论和数值研究

    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:11305015,11475155)和中国工程物理研究院科学技术发展基金(批准号:2015B0402091)资助的课题.

摘要: 为减小器件的体积和重量,提高器件的实用性,在轴向渐变输出结构半透明阴极相对论磁控管的基础上,提出了全腔耦合输出结构半透明阴极相对论磁控管,并对其进行了理论分析和数值模拟.采用全腔输出结构后,器件互作用区径向半径由10.5 cm降到6.6 cm,轴向长度由大于40 cm降到小于30 cm,器件尺寸显著减小.通过对输出结构的参数优化,在注入电子束电压和电流分别约为395 kV和5.6 kA、外加磁场为4.75 kGs(1 Gs=10-4 T)时,模拟在S波段获得了效率约50%的微波输出,输出功率达到1.15 GW,模式更加纯净.同时还分析了耦合孔的长度、宽度和深度以及输出波导的宽度和短路面起始位置等参数对输出性能的影响规律.

English Abstract

参考文献 (17)

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