毫米波空间谐波磁控管效率探析

• 作者: 黎深根 李凤玲 雷雪峰 王冬冬
• 来源期刊: 真空科学与技术学报
• 学科: 工学
• 关键词: 关毫米波 空间谐波 磁控管 电子效率
• 年，卷（期）: 2022,（2）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 125-131
• 页数: 7页
• 分类号: TN123
• 语种: 中文
• DOI: 10.13922/j.cnki.cjvst.202106014

摘要

采用非π模空间谐波工作是磁控管往毫米波和太赫兹方向发展的有效实现手段,与同频率π模基波工作磁控管相比,空间谐波磁控管的谐振腔尺寸更大,磁场更低,但效率偏低.本文从单电子模型出发,分析了空间谐波磁控管注波互作用,得到单电子瞬时功率影响因素的公式,电子效率主要受到高频场旋转角速度Ωm和高频电场m次空间谐波的角向分量Eψm影响.然后从角速度和空间谐波场方面分析了空间谐波磁控管低效率的原因.最后,基于理论分析从耦合阻抗、径向电场和角向电场三个方面开展提高效率的试验研究,成功研制了 W波段空间谐波磁控管样管,在脉冲宽度400 ns,工作比为0.42％,工作电压13.6 kV条件下,电子与高频场的π/2模负一次空间谐波同步互作用,输出峰值功率11.2 kW,工作效率达到8.2％.