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长脉冲相对论速调管中束流脉冲缩短的研究 被引量:29
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作者 黄华 范植开 +3 位作者 谭杰 马乔生 甘延青 常安碧 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2004年第4期1129-1135,共7页
L波段长脉冲相对论速调管放大器研究中 ,长脉冲强流相对论电子束 (IREB)经过输入腔和中间腔间隙后的脉冲缩短问题 .分析了造成束流脉冲缩短的主要机理之一是高频系统的角向非均匀模式与电子束相互作用而使得束流扩散形成的 ,并经过实验... L波段长脉冲相对论速调管放大器研究中 ,长脉冲强流相对论电子束 (IREB)经过输入腔和中间腔间隙后的脉冲缩短问题 .分析了造成束流脉冲缩短的主要机理之一是高频系统的角向非均匀模式与电子束相互作用而使得束流扩散形成的 ,并经过实验参数的调节 ,减轻了长脉冲IREB的脉冲缩短问题 ,得到了较强的基波调制电流 .从长脉冲加速器引出 50 0kV ,3 5kA ,1 3 μs的电子束 ,经过输入腔和两个群聚腔的调制后 ,得到了 2 0kA的基波调制电流 ,束流脉冲宽度由 0 3 μs增加到 1μs 。 展开更多
关键词 速调管放大器 脉冲缩短 高功率微波 长脉冲强流相对论电子束 束流扩散 脉冲宽度
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L波段相对论速调管放大器研究 被引量:12
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作者 黄华 王平山 +8 位作者 甘延青 陈洪斌 王文斗 雷方燕 郑建国 吴中发 吴尚清 谢敏 邓建军 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第1期135-139,共5页
介绍了L波段强流相对论速调管放大器高频系统的设计,强流相对论空心电子束的产生、传输、调制及微波输出等的初步实验结果。在直线感应加速器上,利用无箔空心石墨阴极,引出了电压约500kV、电流4.5kA、直径54.5mm、... 介绍了L波段强流相对论速调管放大器高频系统的设计,强流相对论空心电子束的产生、传输、调制及微波输出等的初步实验结果。在直线感应加速器上,利用无箔空心石墨阴极,引出了电压约500kV、电流4.5kA、直径54.5mm、厚度4.5mm的空心电子束,经过三腔放大后,得到了536MW的微波峰值功率,效率21%,增益30dB。 展开更多
关键词 相对论速调管 放大器 微波器件 HPM L波段
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S波段长脉冲相对论速调管放大器的实验研究 被引量:14
3
作者 黄华 范植开 +9 位作者 孟凡宝 谭杰 罗光耀 曹绍云 雷禄蓉 吴勇 李正红 周海京 张北镇 李春霞 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期990-994,共5页
介绍了S波段强流长脉冲相对论速调管放大器(RKA)的高频系统设计、长脉冲强流相对论电子束(IREB)的调制及微波提取等方面的实验研究结果。重点阐述了长脉冲IREB调制和输出微波中的自激振荡问题。通过采用高阶工作模式以及参差模式设置的... 介绍了S波段强流长脉冲相对论速调管放大器(RKA)的高频系统设计、长脉冲强流相对论电子束(IREB)的调制及微波提取等方面的实验研究结果。重点阐述了长脉冲IREB调制和输出微波中的自激振荡问题。通过采用高阶工作模式以及参差模式设置的谐振腔、提高系统安装的同心度和调节电子束参数等措施,使自激振荡得到了抑制。采用550 kV,4 kA及210 ns的环行电子束,经过优化调节RKA参数,使强流调制电子束流脉宽由50 ns增加到150 ns,同时得到了3.2 kA的基波调制电流。从该RKA得到了峰值功率580MW、脉宽140 ns的输出微波,束波转换效率26%,增益34 dB。 展开更多
关键词 相对论速调管放大器 强流相对论电子束 脉冲缩短 自激振荡 S波段 长脉冲
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S波段相对论速调管放大器的相位测量 被引量:14
4
作者 郭焱华 黄华 +1 位作者 罗雄 张北镇 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期733-736,共4页
基于高频信号相位测量原理,提出了S波段相对论速调管放大器相位测量的方法。对S波段800 kW速调管放大器进行了验证实验,并测试了S波段相对论速调管放大器的相位。实验结果表明:速调管输入和输出微波相位差随束压升高而减小,随束流升高... 基于高频信号相位测量原理,提出了S波段相对论速调管放大器相位测量的方法。对S波段800 kW速调管放大器进行了验证实验,并测试了S波段相对论速调管放大器的相位。实验结果表明:速调管输入和输出微波相位差随束压升高而减小,随束流升高而增大,微波相位差不随注入微波功率大小和磁场变化而变化。 展开更多
关键词 高功率微波 相对论速调管放大器 相位测量 I/Q方法
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相对论速调管三轴提取腔的分析与设计 被引量:11
5
作者 黄华 孟凡宝 +2 位作者 范植开 李正红 方向 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2006年第10期5344-5348,共5页
分析了同轴漂移管中电子束的空间电荷限制流和能量分布,为了降低S波段相对论速调管放大器(RKA)中电子束空间电荷效应及势能,提高RKA的束波转换效率,提出了三轴结构的输出腔,理论分析RKA的束波转换效率达到36%,比同轴提取腔的束波转换效... 分析了同轴漂移管中电子束的空间电荷限制流和能量分布,为了降低S波段相对论速调管放大器(RKA)中电子束空间电荷效应及势能,提高RKA的束波转换效率,提出了三轴结构的输出腔,理论分析RKA的束波转换效率达到36%,比同轴提取腔的束波转换效率提高了9个百分点.采用数值计算程序设计了三轴提取腔,粒子模拟了S波段RKA的微波提取,取得了与理论分析一致的结果.采用590kV/5kA的空心电子束,经过预调制腔和群聚腔等两个腔的调制后,采用三轴提取腔提取微波,得到了约1·0GW的微波功率,效率35%.理论研究结果与实验结果吻合得较好. 展开更多
关键词 相对论速调管放大器 三轴提取腔 空间电荷限制流
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相对论速调管放大器中微波的相位抖动研究 被引量:11
6
作者 杨振萍 边清泉 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2009年第9期6141-6145,共5页
相位抖动对于相对论速调管放大器来讲是一个重要参数,同微波器件的物理过程密切联系,论文从影响器件相位抖动的物理过程出发,结合模拟程序,研究不同条件下放大器的微波相位抖动,给出影响器件微波相位抖动的物理因素.当微波器件实现稳定... 相位抖动对于相对论速调管放大器来讲是一个重要参数,同微波器件的物理过程密切联系,论文从影响器件相位抖动的物理过程出发,结合模拟程序,研究不同条件下放大器的微波相位抖动,给出影响器件微波相位抖动的物理因素.当微波器件实现稳定放大工作时,输出微波相对于注入微波的相位抖动主要由电子束束压波形的抖动和纹波引起,在一定范围内相位抖动与这种波动成线性关系. 展开更多
关键词 相对论速调管放大器 相位抖动 微波器件
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相对论速调管放大器的相位特性研究 被引量:10
7
作者 黄华 郭焱华 +5 位作者 金晓 何琥 雷禄容 罗雄 常安碧 李正红 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期385-390,共6页
理论分析了影响相对论速调管放大器(RKA)输出微波相位的相关因素,同时采用粒子模拟程序分析了RKA输出微波相位随电压、束流、电子束尺寸、电子束前沿和延迟时间等电子束参数以及腔体和漂移管长度等几何参数的变化,另外还开展了RKA相位... 理论分析了影响相对论速调管放大器(RKA)输出微波相位的相关因素,同时采用粒子模拟程序分析了RKA输出微波相位随电压、束流、电子束尺寸、电子束前沿和延迟时间等电子束参数以及腔体和漂移管长度等几何参数的变化,另外还开展了RKA相位特性的初步实验研究.研究结果表明,电压、束流和电子束尺寸的改变,会造成RKA相移的改变,引导磁场、电子束前沿和延迟时间以及注入微波功率在适当范围内改变不会造成明显的RKA相移改变.RKA的相位灵敏度为2.6°,相位抖动小于20°. 展开更多
关键词 相对论速调管放大器 相位特性 功率合成 高功率微波
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长脉冲相对论速调管放大器的初步实验研究 被引量:8
8
作者 黄华 范植开 +4 位作者 马乔生 谭杰 甘延青 常安碧 苏昶 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第6期915-919,共5页
 介绍了L波段长脉冲相对论速调管放大器(RKA)的强流相对论电子束(IREB)的调制及微波提取等方面的实验研究。重点分析了束流经过中间腔间隙调制后束流脉冲缩短和输出微波脉冲缩短问题,经过对注入微波、中间腔和输出腔等参数的调节,得到...  介绍了L波段长脉冲相对论速调管放大器(RKA)的强流相对论电子束(IREB)的调制及微波提取等方面的实验研究。重点分析了束流经过中间腔间隙调制后束流脉冲缩短和输出微波脉冲缩短问题,经过对注入微波、中间腔和输出腔等参数的调节,得到了比较强的基波调制电流和微波辐射。采用446kV 3.0kA 1.4μs的空心电子束,经过四腔放大后,得到381MW 200ns的辐射微波,束波转换效率28%,增益34dB。 展开更多
关键词 强流相对论电子束 束流调制 脉冲缩短 长脉冲相对论速调管放大器 微波器件
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锁频锁相的高功率微波器件技术研究 被引量:9
9
作者 黄华 吴洋 +6 位作者 刘振帮 袁欢 何琥 李乐乐 李正红 金晓 马弘舸 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第8期1-9,共9页
综述了中国工程物理研究院应用电子学研究所锁频锁相的高功率微波器件最新研究成果,主要包括稳频稳相的相对论速调管放大器和注入锁相的相对论返波管振荡器.针对高功率长脉冲相对论速调管研究中遇到的问题,介绍了该放大器的束波互作用... 综述了中国工程物理研究院应用电子学研究所锁频锁相的高功率微波器件最新研究成果,主要包括稳频稳相的相对论速调管放大器和注入锁相的相对论返波管振荡器.针对高功率长脉冲相对论速调管研究中遇到的问题,介绍了该放大器的束波互作用特点、杂频振荡抑制、脉冲缩短、高频段高功率运行、高增益等物理、设计与实验中的关键技术研究概况,使其功率、相位稳定性、增益等性能有了显著提高,S波段环形单注相对论速调管实现了高功率稳相输出,重频25 Hz运行时输出功率大于1 GW,脉宽大于150 ns、相位波动18°,高增益运行时在注入微波功率数kW条件下也实现类似功率和相位水平;采用同轴多注器件结构,突破了速调管高频段运行条件下高效率电子束引入和高功率束波转换技术等难题,使X波段相对论速调管在注入功率30 kW条件下实现了功率大于1 GW的放大输出,效率为34%,相位波动为15°.在掌握相对论返波管技术的基础上,利用返波管的高效率和结构紧凑的优点,开展了注入调制电子束锁相的相对论返波管研究,采用百kW级的种子微波实现了对GW量级输出微波的相位锁定.该研究结果对功率合成、粒子加速和多功能雷达等技术具有重要的推动作用. 展开更多
关键词 高功率微波 锁频锁相 相对论速调管放大器 相对论返波管振荡器
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速调管输入腔开放腔的高频特性分析与实验研究 被引量:7
10
作者 雷禄容 范植开 +3 位作者 黄华 宋法伦 何琥 罗雄 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期511-515,共5页
建立了带输入波导结构的S波段速调管放大器输入腔开放腔模型,利用3维软件对其高频特性进行了数值计算研究,并对输入腔结构进行了优化设计。利用已加工的输入腔进行了高频参数的冷测实验研究,实验中的输入腔结构尺寸与高频分析中的完全相... 建立了带输入波导结构的S波段速调管放大器输入腔开放腔模型,利用3维软件对其高频特性进行了数值计算研究,并对输入腔结构进行了优化设计。利用已加工的输入腔进行了高频参数的冷测实验研究,实验中的输入腔结构尺寸与高频分析中的完全相同,实验结果与高频分析结果一致。用3维PIC程序对电子束经过该输入腔后的束流调制以及注入微波的吸收情况进行了模拟。模拟结果表明:该输入腔与微波注入波导匹配很好,注入微波能被电子束和谐振腔全部吸收,在输入腔间隙后37 cm处得到了13%的基波电流调制深度。 展开更多
关键词 高功率微波 相对论速调管放大器 输入腔 耦合孔 高频信号
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强流短脉冲相对论速调管放大器实验研究 被引量:3
11
作者 黄华 孟凡宝 +6 位作者 常安碧 马乔生 张永辉 甘延青 陈代兵 罗敏 龚胜纲 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第10期1291-1294,共4页
 利用无箔空心石墨阴极和0.65T的脉冲引导磁场,从Sinus加速器二极管引出了电压约750kV、电流约8.6kA、脉宽40ns的环形电子束,经过输入腔和中间腔间隙调制后,得到了7kA/43ns的基波调制电流,经过输出腔间隙后,得到了2.1GW/15ns的最大微...  利用无箔空心石墨阴极和0.65T的脉冲引导磁场,从Sinus加速器二极管引出了电压约750kV、电流约8.6kA、脉宽40ns的环形电子束,经过输入腔和中间腔间隙调制后,得到了7kA/43ns的基波调制电流,经过输出腔间隙后,得到了2.1GW/15ns的最大微波输出功率,束波转换效率33%,最高增益为40dB,并发现脉冲缩短现象。 展开更多
关键词 相对论速调管放大器 强流短脉冲 强流相对论电子束 脉冲缩短 高功率微波
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S波段相对论速调管放大器同轴输出腔的数值模拟 被引量:6
12
作者 雷禄容 范植开 +2 位作者 黄华 何琥 李正红 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第10期1677-1681,共5页
介绍了S波段强流相对论速调管放大器(RKA)同轴输出腔内束波转换效率和腔主要参数的计算、微波提取的粒子模拟和优化以及实验。模拟计算时,采用单间隙的同轴输出腔,束压580 kV、束流4 kA的环行电子束,基波调制深度为80%,利用3维粒子程序... 介绍了S波段强流相对论速调管放大器(RKA)同轴输出腔内束波转换效率和腔主要参数的计算、微波提取的粒子模拟和优化以及实验。模拟计算时,采用单间隙的同轴输出腔,束压580 kV、束流4 kA的环行电子束,基波调制深度为80%,利用3维粒子程序得到约500 MW的微波输出功率,效率21.5%。将该模拟结果应用于实验的设计,实验中采用束压550 kV、束流4 kA的电子束得到功率500 MW、脉宽120 ns的输出微波,束波转换效率22.7%,实验结果与模拟结果吻合较好。 展开更多
关键词 相对论速调管放大器 强流相对论电子束 同轴输出腔 粒子模拟 S-波段
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S波段短脉冲鉴相器的研究与设计 被引量:6
13
作者 潘健 李少甫 蔡文新 《电视技术》 北大核心 2011年第11期47-49,共3页
分析了短脉冲信号的I/Q鉴相方法,对其误差进行分析和修正,设计并研制了S波段短脉冲鉴相器,并且运用实验进行了相位标定,最后用于实际的相对论速调管放大器的相位测量。实验结果表明,该鉴相器鉴相精度高,并且完全适合S波段相对论速调管... 分析了短脉冲信号的I/Q鉴相方法,对其误差进行分析和修正,设计并研制了S波段短脉冲鉴相器,并且运用实验进行了相位标定,最后用于实际的相对论速调管放大器的相位测量。实验结果表明,该鉴相器鉴相精度高,并且完全适合S波段相对论速调管放大器的相位测量。设计的鉴相器具有结构简单、测量精度高、输出端口少、不受直流电干扰等优点。 展开更多
关键词 相位测量 I/Q鉴相 单脉冲短脉冲信号 相对论速调管放大器
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X波段相对论速调管放大器同轴双间隙输出腔输出特性 被引量:5
14
作者 刘振帮 黄华 +1 位作者 金晓 陈怀璧 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第8期2162-2166,共5页
设计了工作在X波段的相对论速调管放大器同轴双间隙输出结构,并采用3维PIC程序对其进行了粒子模拟,分析了输出微波功率随直流渡越角、输出腔品质因数值等相关参数的变化,对输出腔体结构进行了优化设计。模拟结果表明:同轴双间隙输出结... 设计了工作在X波段的相对论速调管放大器同轴双间隙输出结构,并采用3维PIC程序对其进行了粒子模拟,分析了输出微波功率随直流渡越角、输出腔品质因数值等相关参数的变化,对输出腔体结构进行了优化设计。模拟结果表明:同轴双间隙输出结构可以降低束流的势能,增加束流与腔体的作用时间,提高速调管的微波提取效率。模拟中采用束压600kV、束流5kA、调制深度100%和峰值频率9.37GHz的电子束以及1T的轴向引导磁场强度,得到了周期平均功率1.2GW、峰值频率9.37GHz、效率40%的微波输出。 展开更多
关键词 X波段 相对论速调管 同轴双间隙输出腔 粒子模拟
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S波段3GW相对论速调管放大器的设计 被引量:6
15
作者 陈永东 金晓 +2 位作者 李正红 吴洋 黄华 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第9期2151-2154,共4页
利用速调管放大器中间腔可以提高器件放大增益,并达到降低微波注入功率的要求,同时针对高功率微波相对论速调管放大器的特点,建立了一个带有两个中间腔的S波段相对论速调管放大器,采用特殊结构克服了多个中间腔引入的高次模影响,模拟上... 利用速调管放大器中间腔可以提高器件放大增益,并达到降低微波注入功率的要求,同时针对高功率微波相对论速调管放大器的特点,建立了一个带有两个中间腔的S波段相对论速调管放大器,采用特殊结构克服了多个中间腔引入的高次模影响,模拟上实现了在kW量级微波注入条件下,基波电流调制深度达到80%,输出微波3.3GW。 展开更多
关键词 高功率微波 相对论速调管放大器 高增益 粒子模拟
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感性加载宽间隙腔相对论速调管的粒子模拟 被引量:6
16
作者 宋玮 刘国治 +1 位作者 林郁正 邵浩 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第8期1322-1326,共5页
通过粒子模拟的方法研究了三腔结构的感性加载宽间隙腔相对论速调管放大器,分析了宽间隙腔中垫圈/杆等参数对于束流调制的影响。模拟结果表明:感性加载的宽间隙腔能够克服宽腔所带来的势垒效应,增加电子束与腔的作用时间,提高束流调制... 通过粒子模拟的方法研究了三腔结构的感性加载宽间隙腔相对论速调管放大器,分析了宽间隙腔中垫圈/杆等参数对于束流调制的影响。模拟结果表明:感性加载的宽间隙腔能够克服宽腔所带来的势垒效应,增加电子束与腔的作用时间,提高束流调制和能量提取的效率。模拟中采用500 keV,6 kA的电子束,经过两腔调制得到了约4.5 kA的调制电流,调制深度接近80%;采用渐变结构的输出腔,得到功率约1.2 GW,频率2.86 GHz,效率为40%的输出微波。 展开更多
关键词 高功率微波 相对论速调管放大器 宽间隙腔 粒子模拟 束流调制
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X波段长脉冲同轴多注相对论速调管放大器的分析与设计 被引量:6
17
作者 刘振帮 金晓 +1 位作者 黄华 陈怀璧 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期565-571,共7页
为了提高相对论速调管放大器的工作频率、输出功率以及转换效率,结合三重轴相对论速调管和多注速调管的特点,采用三维电磁粒子模拟软件分析与设计了工作在X波段的长脉冲同轴多注相对论速调管放大器,通过优化设计有效地抑制了X波段长脉... 为了提高相对论速调管放大器的工作频率、输出功率以及转换效率,结合三重轴相对论速调管和多注速调管的特点,采用三维电磁粒子模拟软件分析与设计了工作在X波段的长脉冲同轴多注相对论速调管放大器,通过优化设计有效地抑制了X波段长脉冲相对论速调管放大器的自激振荡,避免了脉冲缩短现象的产生,使X波段相对论速调管放大器在长脉冲状态下能够稳定工作,在注入微波功率为70 kW、束压为600 kV、束流为5 kA、轴向引导磁感应强度为0.8 T的条件下,输出微波功率达到了1.23 GW,效率为41%,增益为42 dB. 展开更多
关键词 相对论速调管放大器 X波段 同轴多注 脉冲缩短
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大耦合孔对速调管谐振腔参数的影响 被引量:6
18
作者 黄华 王平山 陈裕涛 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第2期166-170,共5页
论述大耦合孔对相对论速调管谐振腔的电场分布和特性参数(包括谐振频率、品质因数、特性阻抗、耦合系数等)影响的简要的理论分析与实验研究,以及相应参数的测试方法,并提出了新的耦合孔结构,解决了大耦合孔对谐振腔谐振频率、耦合... 论述大耦合孔对相对论速调管谐振腔的电场分布和特性参数(包括谐振频率、品质因数、特性阻抗、耦合系数等)影响的简要的理论分析与实验研究,以及相应参数的测试方法,并提出了新的耦合孔结构,解决了大耦合孔对谐振腔谐振频率、耦合系数、径向、圆周方向的电场分布的不良影响,其结果对高功率微波器的设计有重要的参考价值。 展开更多
关键词 耦合孔 谐振腔 相对论速调管 速调管 高频系统
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线性变压器源驱动相对论速调管放大器的初步实验 被引量:6
19
作者 黄华 何琥 +4 位作者 雷禄容 刘振帮 金晓 王淦平 郭焱华 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期1583-1588,共6页
利用新研制的紧凑型线性变压器驱动源(LTD)脉冲功率源二极管产生的电子束源,开展了S波段长脉冲相对论速调管放大器(RKA)的初步实验研究。采用无箔空心阴极和0.9T恒流源引导磁场从LTD二极管引出了电压600kV、束流6kA、脉宽150ns的环形电... 利用新研制的紧凑型线性变压器驱动源(LTD)脉冲功率源二极管产生的电子束源,开展了S波段长脉冲相对论速调管放大器(RKA)的初步实验研究。采用无箔空心阴极和0.9T恒流源引导磁场从LTD二极管引出了电压600kV、束流6kA、脉宽150ns的环形电子束,该电子束经过1个同轴输入腔和2个同轴调制腔的调制后,产生了幅度5kA、脉宽110ns的基波调制束流,采用该调制束流驱动同轴微波提取腔,辐射输出了峰值功率820MW/110ns的辐射微波,效率28%,增益36dB。同时,开展了重复脉冲RKA和相位特性的实验研究,重复频率10Hz运行时,辐射微波达到800MW/100ns,相位抖动小于20°。 展开更多
关键词 相对论速调管放大器 长脉冲电子束 高功率微波 相位特性 线性变压器驱动源
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L波段相对论速调管的3维粒子模拟 被引量:5
20
作者 张泽海 舒挺 +2 位作者 张军 刘静 白现臣 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期613-617,共5页
采用高频场软件对输入腔、中间腔和输出腔的高频特性进行冷腔分析。利用3维粒子模拟软件对L波段强流相对论速调管进行整体建模,模拟分析了整管工作情况,并讨论了3维模型中输入、输出耦合结构的引入对结果的影响。模拟参数为:电子束电压5... 采用高频场软件对输入腔、中间腔和输出腔的高频特性进行冷腔分析。利用3维粒子模拟软件对L波段强流相对论速调管进行整体建模,模拟分析了整管工作情况,并讨论了3维模型中输入、输出耦合结构的引入对结果的影响。模拟参数为:电子束电压500 kV,电流5 kA,微波频率1.3 GHz,输出平均功率600MW,效率约25%。 展开更多
关键词 高功率微波 相对论速调管放大器 3维粒子模拟 输入耦合 输出耦合
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