一种X波段过模高效率相对论返波管

• 作者: 史彦超 孙钧 杨德文 滕雁 王东阳 肖仁珍 邓昱群 陈昌华
• 来源期刊: 强激光与粒子束
• 学科: 工学
• 关键词: 高功率微波 相对论返波管 过模 谐振反射器
• 年，卷（期）: 2018,（7）
• 所属期刊栏目: 高功率微波
• 页码范围: 33-37
• 页数: 5页
• 分类号: TN125|TN122
• 字数: 2868字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11884/HPLPB201830.170491

摘要

设计了一种X波段过模高效率相对论返波管(RBWO),主要结构包括双谐振腔反射器、7周期梯形慢波结构与提取腔.该器件慢波结构的过模比为2.6,电子束与结构波TM01模的近π模相互作用,在慢波结构区域束波作用产生的TM01模表面波主要转化为TM02模的体波,其输出微波的模式主要为TM02模,占比为81％,其余为TM01模.提出一种过模条件下谐振腔反射器的设计思路,结合模式匹配法,优化得到了一种双谐振腔反射器结构,其对TM01模与TM02模的反射系数均大于0.99,可实现过模条件下RBWO慢波结构与二极管区的良好隔离;同时双谐振腔反射器两个谐振腔中的纵向电场可以对电子束进行充分的预调制,将促进慢波结构区域的束波作用,有利于提升效率.通过在慢波结构后端加入提取腔,进一步提升了转换效率.PIC仿真中,在二极管电压900 kV,电流14.3 kA,得到了6.6 GW的输出功率,转换效率约51％.