S波段相对论速调管放大器同轴输出腔的数值模拟

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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

雷禄容, 范植开, 黄华, 何琥, 李正红

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雷禄容, 范植开, 黄华, 等. S波段相对论速调管放大器同轴输出腔的数值模拟[J]. 强激光与粒子束, 2006, 18.

引用本文:

雷禄容, 范植开, 黄华, 等. S波段相对论速调管放大器同轴输出腔的数值模拟[J]. 强激光与粒子束, 2006, 18.

lei lu-rong, fan zhi-kai, huang hua, et al. Numerical simulations of coaxial output cavity of S-band relativistic klystron amplifier[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2006, 18.

Citation:

lei lu-rong, fan zhi-kai, huang hua, et al. Numerical simulations of coaxial output cavity of S-band relativistic klystron amplifier[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2006, 18.

S波段相对论速调管放大器同轴输出腔的数值模拟

1.
中国工程物理研究院应用电子学研究所, 四川绵阳 621 900

Numerical simulations of coaxial output cavity of S-band relativistic klystron amplifier

1.
Institute of Applied Electronics,CAEP,P.O.Box 919-1015,Mianyang 621900,China

摘要: 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。
- 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
Abstract: The calculation of coaxial output cavities, simulation of microwave extraction from a modulated intense relativistic electron beams, optimization on beams and output cavity geometry parameters, as well as the experiments of microwave extraction for an S-band long-pulse-intense-current relativistic klystron amplifier are described in this paper. Applying a three dimensional code, an output power of 500 MW is obtained. The efficiency is about 21.5%. In experiments, a hollow electron beam of 550 kV, 4 kA generates an electron beam with modulated current of 3.2 kA after idler cavity gap. About 500 MW RF power is obtained. The efficiency is about 22.7%.The results of simulation agree well with the experimental results.
- relativistic klystron amplifier /
- intense relativistic electron beams /
- coaxial output cavity /
- pic /
- s-band

[1]	刘振帮, 黄华, 金晓, 李士锋, 王腾钫. X波段高功率高增益多注相对论速调管放大器设计 . 强激光与粒子束, 2020, 32(10): 103004-1-103004-7. doi: 10.11884/HPLPB202032.200188
[2]	袁欢, 黄华, 何琥, 戈弋, 孟凡宝, 陈昌华. S波段相对论速调管放大器相位稳定性的优化设计及实验研究 . 强激光与粒子束, 2017, 29(11): 113001-. doi: 10.11884/HPLPB201729.170133
[3]	刘振帮, 雷禄容, 黄华, 金晓, 朱磊, 王淦平, 何琥. X波段长脉冲多注相对论速调管放大器杂模振荡抑制 . 强激光与粒子束, 2016, 28(03): 033002-. doi: 10.11884/HPLPB201628.033002
[4]	雷禄容, 袁欢, 刘振帮, 黄华, 何琥, 黄吉金. 宽带相对论速调管放大器模拟设计 . 强激光与粒子束, 2016, 28(02): 023003-. doi: 10.11884/HPLPB201628.023003
[5]	雷禄容, 黄华, 何琥, 刘振帮, 袁欢, 黄吉金. 高功率跨波段相对论速调管放大器模拟设计 . 强激光与粒子束, 2016, 28(03): 033018-. doi: 10.11884/HPLPB201628.033018
[6]	张泽海, 舒挺, 张军, 戚祖敏. S波段相对论速调管放大器锁相特性 . 强激光与粒子束, 2013, 25(08): 2040-2044. doi: 10.3788/HPLPB20132508.2040
[7]	唐永福, 蒙林, 李海龙, 张斐娜. 单电子束双波段同轴相对论返波管粒子模拟 . 强激光与粒子束, 2013, 25(05): 1184-1188. doi: 10.3788/HPLPB20132505.1184
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[10]	张泽海, 舒挺, 张军, 刘静, 白现臣. L波段相对论速调管的3维粒子模拟 . 强激光与粒子束, 2010, 22(03): 0- .
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[12]	雷禄容, 黄华, 范植开, 罗雄, 何琥. C波段相对论速调管放大器3维整管模拟研究 . 强激光与粒子束, 2009, 21(06): 0- .
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[14]	雷禄容, 范植开, 黄华, 何琥. S波段相对论速调管放大器输入腔的3维分析与模拟 . 强激光与粒子束, 2008, 20(03): 0- .
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[16]	黄华, 范植开, 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. S波段长脉冲相对论速调管放大器的实验研究 . 强激光与粒子束, 2006, 18(06): 0- .
[17]	黄华, 孟凡宝, 常安碧, 马乔生, 张永辉, 甘延青, 陈代兵, 罗敏, 龚胜纲. 强流短脉冲相对论速调管放大器实验研究 . 强激光与粒子束, 2004, 16(10): 0- .
[18]	黄华, 范植开, 马乔生, 谭杰, 甘延青, 常安碧, 苏昶. 长脉冲相对论速调管放大器的初步实验研究 . 强激光与粒子束, 2002, 14(06): 0- .
[19]	黄华, 王平山, 甘延, 陈洪斌, 王文斗, 雷方燕, 郑建国, 吴中发, 吴尚清, 谢敏, 邓建军. L波段相对论速调管放大器研究 . 强激光与粒子束, 1998, 10(01): 0- .
[20]	黄华, 王平山, 甘延青, 陈洪斌, 王文斗, 雷方燕, 吴中发. L波段相对论速调管输入腔研究 . 强激光与粒子束, 1997, 09(04): 0- .

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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

1. 中国工程物理研究院应用电子学研究所, 四川绵阳 621 900

刊出日期: 2006-10-25

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 /

摘要: 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。

English Abstract

雷禄容, 范植开, 黄华, 等. S波段相对论速调管放大器同轴输出腔的数值模拟[J]. 强激光与粒子束, 2006, 18.

引用本文:

雷禄容, 范植开, 黄华, 等. S波段相对论速调管放大器同轴输出腔的数值模拟[J]. 强激光与粒子束, 2006, 18.

lei lu-rong, fan zhi-kai, huang hua, et al. Numerical simulations of coaxial output cavity of S-band relativistic klystron amplifier[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2006, 18.

Citation:

lei lu-rong, fan zhi-kai, huang hua, et al. Numerical simulations of coaxial output cavity of S-band relativistic klystron amplifier[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2006, 18.

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