X波段GW级长脉冲高功率微波源的设计与实验

• 作者: 周生岳 张军 张建德 李志强 杨建华 樊玉伟 舒挺 袁成卫 钟辉煌 靳振兴
• 来源期刊: 强激光与粒子束
• 学科: 工学
• 关键词: 高功率微波源 X波段 长脉冲 重复频率 过模慢波结构
• 年，卷（期）: 2010,（11）
• 页码范围: 2643-2647
• 分类号: TN122
• 字数: 3751字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/HPLPB20102211.2643

摘要

通过理论分析指出,单模相对论返波振荡器内的平均场强正比于其工作频率,工作在高频段难以实现长脉冲运行.采用电磁场仿真方法,比较了X波段单模和过模慢波结构的场分布特点,结果表明:增加过模比能有效减小慢波结构表面的射频场强,但由于场分布变化导致场强的减小与过模比的增加相比并不显著.利用过模比约为3的慢波结构设计了一种X波段长脉冲高功率微波源.实验中,在单次运行条件下,输出微波功率达到2 GW、脉宽80 ns;在20 Hz重复频率运行条件下,输出微波功率达到1.2 GW、脉宽100 ns.器件产生的微波频率为9.38 GHz,主模为TM01,效率约24%.微波窗口和慢波结构表面的射频击穿是目前实验中限制微波功率和脉宽增加的关键因素.