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宽带大功率螺旋线行波管返波振荡研究 被引量:6
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作者 胡玉禄 杨中海 +5 位作者 李斌 李建清 黄桃 金晓林 朱小芳 梁献普 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2010年第8期5439-5443,共5页
在一维场论注-波互作用理论的基础上,引入磁场对角向速度的影响,建立了二维非线性返波注-波互作用理论,模拟返波振荡.对不同空间电荷参量下起振长度的变化进行了小信号分析比较,结果与等效线路模型比较接近;对某8—18GHz行波管进行了实... 在一维场论注-波互作用理论的基础上,引入磁场对角向速度的影响,建立了二维非线性返波注-波互作用理论,模拟返波振荡.对不同空间电荷参量下起振长度的变化进行了小信号分析比较,结果与等效线路模型比较接近;对某8—18GHz行波管进行了实测比较,结果也比较一致.同时还研究了影响返波振荡起振长度的因素,提出了该管的抑制返波振荡方案. 展开更多
关键词 螺旋线行波管 返波振荡 非线性 注-波互作用模拟器
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螺旋线行波管三维返波互作用理论与数值模拟 被引量:3
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作者 胡玉禄 胡权 +3 位作者 朱小芳 李斌 邱海舰 高鸾凤 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期338-346,共9页
建立了三维非线性返波互作用模型,用于精确分析大功率螺旋线行波管中返波振荡非线性过程问题,并提出了计算返波振荡功率的方法及磁场抑制手段.该理论模型包括三维线路场方程、三维运动方程以及三维空间电荷场.首先比较三维模型与原有一... 建立了三维非线性返波互作用模型,用于精确分析大功率螺旋线行波管中返波振荡非线性过程问题,并提出了计算返波振荡功率的方法及磁场抑制手段.该理论模型包括三维线路场方程、三维运动方程以及三维空间电荷场.首先比较三维模型与原有一维模型之间的差异,发现一维空间电荷场的径向交流电流分布模型与三维模型的差异是导致振荡频率偏大及起振长度缩短的主要原因.然后计算返波饱和输出功率大小并揭示返波饱和功率和振荡频率与互作用长度的关系,并探讨了磁场对返波振荡的抑制影响.最后以某一毫米波行波管为例,实验对比了一维与三维模型计算的振荡频率与热测的差异,其中三维模型的相对误差小于4.8%. 展开更多
关键词 返波振荡 饱和振荡功率 磁场抑制振荡 螺旋线行波管
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强激光靶耦合过程中激发的电磁脉冲诊断与分析 被引量:4
3
作者 杨进文 杨鸣 +2 位作者 李廷帅 易涛 刘慎业 《电气技术》 2016年第12期5-10,共6页
本文论述采用脉冲天线对激光靶耦合过程中产生的电磁脉冲信号进行采集,列举了在相同条件下,纳秒激光与几种靶相互作用激发的电磁脉冲信号,分析了靶型对电磁脉冲信号的影响,得出靶的对称性设计有助于抵消靶室内的电磁干扰的结论。并且,... 本文论述采用脉冲天线对激光靶耦合过程中产生的电磁脉冲信号进行采集,列举了在相同条件下,纳秒激光与几种靶相互作用激发的电磁脉冲信号,分析了靶型对电磁脉冲信号的影响,得出靶的对称性设计有助于抵消靶室内的电磁干扰的结论。并且,通过测量靶室内与靶室中心不同距离区域的电磁脉冲信号,总结出电磁脉冲在靶室内的传播规律。由于靶室内回波振荡的作用,随着远离靶室中心,脉冲幅值先减小,后增大。且随着距离增大,越靠近靶室内壁区域受到回波振荡的影响越大,进而导致电磁脉冲持续时长增大。通过回波振荡论证测试与屏蔽实验,得出回波振荡在靶室内电磁脉冲信号中占有较大比重的结论。诊断设备的安放应尽量避免靶室中心与靠近靶室内壁区域。 展开更多
关键词 激光靶耦合 电磁脉冲 回波振荡 屏蔽测量
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Ka波段500W螺旋线行波管高频结构及互作用研究 被引量:3
4
作者 陈波 崔延军 +3 位作者 陆麒如 冯源 冯静 冯进军 《真空电子技术》 2016年第4期13-16,共4页
本文介绍了Ka波段500W毫米波螺旋线行波管高频结构设计和注波互作用模拟计算结果,计算了品字形高频结构的色散、耦合阻抗和衰减常数等参量。利用CST软件对返波振荡的起振长度进行了计算,根据计算结果提出了相速渐变法抑制返波振荡的... 本文介绍了Ka波段500W毫米波螺旋线行波管高频结构设计和注波互作用模拟计算结果,计算了品字形高频结构的色散、耦合阻抗和衰减常数等参量。利用CST软件对返波振荡的起振长度进行了计算,根据计算结果提出了相速渐变法抑制返波振荡的措施。研制出了Ka波段螺旋线行波管样管,行波管在Ka波段2GHz工作频带内饱和输出功率在490~550w之间。 展开更多
关键词 毫米波 螺旋线 KA波段 行波管 返波振荡
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提高行波管的返波起振电流
5
作者 杨金生 张金玲 +1 位作者 陈庆有 张晋林 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第12期102-104,共3页
本文利用二波理论对三种典型实用的非均匀输出线路的返波起振电流进行了研究并得出相应结论 .分析不仅适用于弱的渐变线路 ,也适用于中等及较强的线路渐变 ,为研究宽带高功率行波管提供了重要的设计依据 .
关键词 行波管 返波 二波理论 起振电流 非均匀输出线路
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分布式损耗加载和导引中心调节对TE11模工作回旋行波管稳定性影响的多模稳态分析 被引量:1
6
作者 彭澍源 王秋实 +1 位作者 张兆传 罗积润 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第9期2260-2264,共5页
该文利用多模稳态非线性理论,研究损耗材料加载和导引中心半径调节对回旋行波管稳定性改善的效果。结果表明,随着损耗材料电导率的减小返波振荡强度逐渐减小直至完全消失,同时工作模式输出功率显著增大;适当增大导引中心半径后,完全抑... 该文利用多模稳态非线性理论,研究损耗材料加载和导引中心半径调节对回旋行波管稳定性改善的效果。结果表明,随着损耗材料电导率的减小返波振荡强度逐渐减小直至完全消失,同时工作模式输出功率显著增大;适当增大导引中心半径后,完全抑制返波振荡需要的损耗更小,可以减轻热损耗散热的困难,同时还能减小管子输出性能对电导率变化的敏感性。 展开更多
关键词 回旋行波管 多模稳态 分布式损耗 导引中心半径 返波振荡
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S波段大功率螺旋线脉冲行波管慢波结构研究 被引量:1
7
作者 纪阳 李文旭 郑志龙 《真空电子技术》 2022年第6期74-77,93,共5页
S波段大功率脉冲行波管是雷达系统的核心器件,起到微波放大的作用。本文设计了一种螺旋线慢波结构,可以将频带拓展到700 MHz,通过采用螺旋线螺距和内径双渐变技术,不仅提高了电子互作用效率,而且抑制了返波振荡。利用MTSS软件优化仿真计... S波段大功率脉冲行波管是雷达系统的核心器件,起到微波放大的作用。本文设计了一种螺旋线慢波结构,可以将频带拓展到700 MHz,通过采用螺旋线螺距和内径双渐变技术,不仅提高了电子互作用效率,而且抑制了返波振荡。利用MTSS软件优化仿真计算,电子互作用效率达到了32%以上,输出功率达17 kW,增益在33.5 dB以上。最终测试样管在10%工作比的情况下,脉冲输出功率达到15 kW以上,电子效率达到30%以上,实现1.5 kW平均输出功率,提高了现有S波段脉冲行波管的功率量级。 展开更多
关键词 螺旋线 大功率 高效率 返波振荡
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X波段环圈结构行波管研究 被引量:1
8
作者 魏泽群 魏义学 +1 位作者 郝保良 田艳艳 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第6期738-745,共8页
详细研究了环圈结构的高频特性和返波振荡特性.通过MTSS仿真计算得出:相同尺寸时,环圈结构基波耦合阻抗远高于螺旋线基波耦合阻抗;在10.65GHz处,环圈结构饱和增益比螺旋线饱和增益高10.28dB;在10GHz处,环圈结构的起振电流比螺旋线起振... 详细研究了环圈结构的高频特性和返波振荡特性.通过MTSS仿真计算得出:相同尺寸时,环圈结构基波耦合阻抗远高于螺旋线基波耦合阻抗;在10.65GHz处,环圈结构饱和增益比螺旋线饱和增益高10.28dB;在10GHz处,环圈结构的起振电流比螺旋线起振电流高2.35A,起振长度为53mm.仿真结果表明,X波段内环圈结构和螺旋线的起振电流随着频率的升高而降低,环圈结构的起振电流和起振长度为螺旋线的起振电流和起振长度的两倍以上;使用CST仿真分析得出了环圈结构中的圈宽度和圈高度对环圈高频特性影响的一般规律.文中结果表明环圈结构性能优良且不易起振,在大功率行波管中具有广阔的应用前景. 展开更多
关键词 环圈结构 螺旋线 色散特性 返波振荡 饱和增益
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低增益kW级mm波螺旋线行波管高频结构设计
9
作者 冯源 冯进军 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期129-133,共5页
根据固态器件的发展和返波振荡抑制的特点,针对kW级mm波螺旋线行波管设计了低增益高频结构,通过切断、螺距渐变和添加衰减器的方式对返波振荡进行了抑制。通过微波仿真软件对其色散特性、耦合阻抗特性进行了模拟计算;通过三维大信号... 根据固态器件的发展和返波振荡抑制的特点,针对kW级mm波螺旋线行波管设计了低增益高频结构,通过切断、螺距渐变和添加衰减器的方式对返波振荡进行了抑制。通过微波仿真软件对其色散特性、耦合阻抗特性进行了模拟计算;通过三维大信号注波互作用计算软件进行了注波互作用计算与优化,并使用粒子模拟(PIC)软件进行了计算。结果显示,在频带29~31GHz范围内,输出功率达到1002W,增益大于21dB,电子效率大于16.8%,返波振荡得到抑制。 展开更多
关键词 kW级 mm波 螺旋线 行波管 返波振荡
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Ka波段500W螺旋线行波管返波振荡抑制的设计和计算
10
作者 周璐 冯源 +2 位作者 唐烨 陈波 冯进军 《真空电子技术》 2015年第2期28-30,45,共4页
本文针对Ka波段500 W螺旋线行波管的高频结构,通过软件计算色散和返波耦合阻抗,求出了返波振荡的起振电流与高频长度的关系,利用粒子模拟软件仿真证明固定螺距的高频结构存在返波振荡,不能满足设计要求。在此基础上,设计了一种螺距渐变... 本文针对Ka波段500 W螺旋线行波管的高频结构,通过软件计算色散和返波耦合阻抗,求出了返波振荡的起振电流与高频长度的关系,利用粒子模拟软件仿真证明固定螺距的高频结构存在返波振荡,不能满足设计要求。在此基础上,设计了一种螺距渐变的高频结构,通过粒子模拟证明其可以有效抑制返波振荡,为行波管的研制提供了设计指导。 展开更多
关键词 螺旋线行波管 螺距渐变 返波振荡
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螺旋线行波管中功率洞问题的研究
11
作者 刘瑞奇 段兆云 +3 位作者 郭方 宫玉彬 魏彦玉 王文祥 《真空电子技术》 2011年第2期28-31,共4页
宽带螺旋线行波管在一较窄的频带内出现饱和输出功率凹陷的现象被称为功率洞。功率洞对于放大器所应用的系统,特别是通信系统的整体性能会产生严重影响。本论文分析了宽带螺旋线行波管中功率洞产生的原因,介绍了一种解决功率凹陷的办法... 宽带螺旋线行波管在一较窄的频带内出现饱和输出功率凹陷的现象被称为功率洞。功率洞对于放大器所应用的系统,特别是通信系统的整体性能会产生严重影响。本论文分析了宽带螺旋线行波管中功率洞产生的原因,介绍了一种解决功率凹陷的办法—渐变磁场法,并应用二维大信号注波互作用程序进行仿真,研究结果表明:采用渐变磁场法可以在一定程度上有效地抑制功率凹陷,使宽带螺旋线行波管在工作频带内的饱和输出功率随频率变化的曲线较为平坦。 展开更多
关键词 行波管 功率凹陷 返波振荡
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基于损耗介质加载波导回旋行波放大器的多模稳态分析
12
作者 唐彦娜 罗积润 +1 位作者 彭澍源 李实 《真空科学与技术学报》 CSCD 北大核心 2017年第4期372-379,共8页
目前回旋放大器的稳定性分析主要采用单模理论,而该理论不能分析模式间的相互影响。多模稳态理论可以分析不同模式间的相互影响,现有的多模理论仅可以分析光滑波导或内壁加载石墨涂层的波导结构,该结构并不适合高平均功率工作。本文首... 目前回旋放大器的稳定性分析主要采用单模理论,而该理论不能分析模式间的相互影响。多模稳态理论可以分析不同模式间的相互影响,现有的多模理论仅可以分析光滑波导或内壁加载石墨涂层的波导结构,该结构并不适合高平均功率工作。本文首次将回旋行波放大器的多模稳态理论应用于适合于高平均功率的损耗介质加载波导模型,并分析了回旋返波振荡的存在对工作模式的影响。以TE_(01)模基波工作的Ka波段回旋行波管为例,研究介质损耗正切和输入功率的变化对回旋返波振荡的抑制作用。相较于使用PIC仿真方法,利用多模理论,可以快速地分析工作模式得到稳定放大的过程。 展开更多
关键词 回旋行波管 多模稳态理论 返波振荡 模式竞争和抑制 损耗介质
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S波段空间行波管返波振荡抑制研究
13
作者 张晓冉 成红霞 +5 位作者 刘逸群 肖逸男 吕雪 刘强 汪其远 韦伟 《电子器件》 CAS 北大核心 2020年第5期959-962,共4页
本文针对公司配套某型号卫星用S波段空间行波管输入端存在返波振荡的问题开展抑制方法研究,利用微波模拟器套装MTSS软件通过合理设计螺距相速跳变方式和进一步匹配夹持杆衰减器分布方式及长度分配,消除了行波管输入端存在的返波问题,同... 本文针对公司配套某型号卫星用S波段空间行波管输入端存在返波振荡的问题开展抑制方法研究,利用微波模拟器套装MTSS软件通过合理设计螺距相速跳变方式和进一步匹配夹持杆衰减器分布方式及长度分配,消除了行波管输入端存在的返波问题,同时改善了行波管流通率,整管效率也提升3%左右,其他非线性指标同步改善。 展开更多
关键词 S波段 空间行波管 返波振荡 MTSS
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Spatial and spectral filtering of tapered lasers by using tapered distributed Bragg reflector grating
14
作者 Jing-Jing Yang Jie Fan +2 位作者 Yong-Gang Zou Hai-Zhu Wang Xiao-Hui Ma 《Chinese Physics B》 SCIE EI CAS CSCD 2022年第8期405-409,共5页
A 1040 nm tapered laser with tapered distributed Bragg reflector(DBR) grating is designed and fabricated. By designing the grating with tapered layout, the tapered DBR grating exhibits the scattering effect on side ba... A 1040 nm tapered laser with tapered distributed Bragg reflector(DBR) grating is designed and fabricated. By designing the grating with tapered layout, the tapered DBR grating exhibits the scattering effect on side backward-traveling waves, thus achieving additional suppression of parasitic oscillation. Under the suppression of parasitic oscillation, the spatial and spectral characteristics of the tapered laser are improved. The experimental results show that a near-Gaussian far-field distribution and a kink-free P–I characteristics are achieved, and a single peak emission with a wavelength of1046.84 nm and a linewidth of 56 pm is obtained. 展开更多
关键词 tapered lasers distributed Bragg reflector backward-traveling wave parasitic oscillation
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大功率空间行波管效率提升研究
15
作者 曹雪梅 吕向英 张进宇 《真空电子技术》 2017年第6期42-44,共3页
以X波段脉冲800 W空间行波管为模型,对大功率脉冲空间行波管效率提升问题进行了研究。采用螺旋线内径渐变与螺距改变的组合方式,对原设计方案进行了优化,在抑制返波振荡的同时,提高了互作用效率。经过对收集极结构改进,进一步提高了大... 以X波段脉冲800 W空间行波管为模型,对大功率脉冲空间行波管效率提升问题进行了研究。采用螺旋线内径渐变与螺距改变的组合方式,对原设计方案进行了优化,在抑制返波振荡的同时,提高了互作用效率。经过对收集极结构改进,进一步提高了大功率脉冲空间行波管效率。 展开更多
关键词 脉冲空间行波管 返波振荡 效率 优化设计
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W波段回旋行波管绝对不稳定性的分析 被引量:6
16
作者 来国军 贾云峰 刘濮鲲 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第12期1865-1869,共5页
绝对不稳定性是制约回旋行波管性能的主要因素之一。通过回旋行波管色散方程,详细分析了W波段基波回旋行波管绝对不稳定性的形成和特征,提出了采用多段损耗波导来抑制绝对不稳定性的方法。分析表明,绝对不稳定性的起振存在一定阈值,起... 绝对不稳定性是制约回旋行波管性能的主要因素之一。通过回旋行波管色散方程,详细分析了W波段基波回旋行波管绝对不稳定性的形成和特征,提出了采用多段损耗波导来抑制绝对不稳定性的方法。分析表明,绝对不稳定性的起振存在一定阈值,起振电流对电子注参数和电路参数极其敏感,确定起振电流是稳定器件工作的前提条件。通过PIC模拟,给出了采用无损耗波导结构,且工作电流为25 A和10 A条件下的放大器频谱图和功率图,结果表明绝对不稳定性的出现与否主要由工作电流是否超过起振的阈值电流决定,损耗波导是抑制绝对不稳定性的有效手段。 展开更多
关键词 回旋行波管 回旋返波振荡 绝对不稳定性 起振电流
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回旋行波管多模稳态理论及初步应用 被引量:3
17
作者 彭澍源 王秋实 +1 位作者 张兆传 罗积润 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第20期338-346,共9页
建立了一种回旋行波管的多模稳态理论.利用该理论研究了输入功率和引导中心半径变化对回旋返波振荡的抑制作用,发现两者单独作用都在一定程度上可以减弱返波振荡,但两者的共同作用对改善工作模式输出性能和稳定性更有效.
关键词 多模稳态理论 回旋返波振荡 模式竞争和抑制 稳定性
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基于多目标遗传算法的回旋行波放大器分布式损耗参数优化 被引量:1
18
作者 王秋实 罗积润 彭澍源 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期179-184,共6页
通过使用多目标遗传算法对回旋行波放大器加载分布式损耗的电阻率和厚度参数进行优化,得出了两个参数的最佳组合值:损耗层厚度0.116mm,电阻率为铜的77 882倍,此时放大器达到最大增益15.9dB。并且通过单目标遗传算法对该值的准确性进行... 通过使用多目标遗传算法对回旋行波放大器加载分布式损耗的电阻率和厚度参数进行优化,得出了两个参数的最佳组合值:损耗层厚度0.116mm,电阻率为铜的77 882倍,此时放大器达到最大增益15.9dB。并且通过单目标遗传算法对该值的准确性进行了验证,使得放大器在有效抑制回旋返波振荡的同时实现了增益的最大化。 展开更多
关键词 多目标遗传算法 回旋行波放大器 分布式损耗 回旋返波振荡
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大轨道回旋行波放大器非线性理论及电子注偏心的影响 被引量:1
19
作者 王秋实 罗积润 彭澍源 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期243-249,256,共8页
建立了大轨道电子注回旋行波放大器的非线性理论,并考虑了电子注偏心时的情况.利用该理论分别研究了大轨道电子注偏心对工作模式和返波振荡模式的影响.结果表明,对于工作模式,偏心导致放大器的平均单位长度增益下降,而对于返波振荡模式... 建立了大轨道电子注回旋行波放大器的非线性理论,并考虑了电子注偏心时的情况.利用该理论分别研究了大轨道电子注偏心对工作模式和返波振荡模式的影响.结果表明,对于工作模式,偏心导致放大器的平均单位长度增益下降,而对于返波振荡模式来说,偏心导致了可能存在的振荡模式发生变化,使得大轨道电子注偏心时的模式竞争更加复杂. 展开更多
关键词 大轨道电子注 非线性理论 电子注偏心 回旋返波振荡
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回旋行波放大器输出端反射对其稳定性的影响
20
作者 孙海燕 姜岩峰 +1 位作者 李尹 罗积润 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期755-760,共6页
基于回旋行波放大器的线性理论和反射边界条件,建立了渐变输出端存在反射时回旋行波放大器模型,分析了TE01圆电模基波回旋行波放大器输出端反射对其增益、返波起振长度、返波起振电流和返波起振频率的影响。结果表明,随着反射增强,线性... 基于回旋行波放大器的线性理论和反射边界条件,建立了渐变输出端存在反射时回旋行波放大器模型,分析了TE01圆电模基波回旋行波放大器输出端反射对其增益、返波起振长度、返波起振电流和返波起振频率的影响。结果表明,随着反射增强,线性增益降低,返波起振长度和起振电流减小,返波起振频率的变化较小;反射增强将在一定程度内影响放大器的稳定性。 展开更多
关键词 回旋行波放大器 回旋返波振荡 反射系数 注-波互作用 起振条件
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