X波段相对论速调管放大器同轴双间隙输出腔输出特性

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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

刘振帮, 黄华, 金晓, 陈怀璧

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刘振帮, 黄华, 金晓, 等. X波段相对论速调管放大器同轴双间隙输出腔输出特性[J]. 强激光与粒子束, 2011, 23.

引用本文:

刘振帮, 黄华, 金晓, 等. X波段相对论速调管放大器同轴双间隙输出腔输出特性[J]. 强激光与粒子束, 2011, 23.

liu zhenbang, huang hua, jin xiao, et al. Characteristic of X-band coaxial double-gap output cavity of klystron amplifier[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2011, 23.

Citation:

liu zhenbang, huang hua, jin xiao, et al. Characteristic of X-band coaxial double-gap output cavity of klystron amplifier[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2011, 23.

X波段相对论速调管放大器同轴双间隙输出腔输出特性

1.
清华大学工程物理系, 北京 1 00084;
2.
中国工程物理研究院应用电子学研究所高功率微波技术重点实验室, 四川绵阳 621 900

Characteristic of X-band coaxial double-gap output cavity of klystron amplifier

1.
Department of Engineering Physics,Tsinghua University,Beijing 100084,China;
2.
High Power Microwave Laboratory,Institute of Applied Electronics,CAEP,P.O.Box 919-1015,Mianyang 621900,China

摘要: 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600 kV、束流5 kA、调制深度100%和峰值频率9.37 GHz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1.2 GW、峰值频率9.37 GHz、效率40%的微波输出。
- X波段 /
- 相对论速调管 /
- 同轴双间隙输出腔 /
- 粒子模拟
Abstract: With 3D full electromagnetic particle-in-cell code, an X-band coaxial double-gap output cavity of klystron amplifier has been designed and simulated. It is found that the microwave extraction power and efficiency is increased by employing the coaxial double-gap output cavity. The relation between output power and modulation depth of current, and the relation between output power and the distance from electron beam outer radius to drifting wall are obtained. Furthermore, the relation between output power and DC transitional angle is presented. A 1.2 GW averaged power over the oscillator period is generated by simulation with 600 kV electron beam voltage, 5 kA current, 100% modulation depth of current and 1 T leading magnetic field density. The peak frequency is 9.37 GHz and the efficiency i
- x-band /
- relativistic klystron amplifier /
- coaxial double-gap output cavity /
- particle-in-cell simulation

[1]	黄华, 陈昭福, 袁欢, 何琥, 李士锋, 刘振帮, 罗光耀, 王淦平, 雷禄容. S波段长脉冲相对论速调管重复频率运行稳定性研究 . 强激光与粒子束, 2020, 32(10): 103002-1-103002-8. doi: 10.11884/HPLPB202032.200167
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[7]	唐永福, 蒙林, 李海龙, 王彬, 殷勇, 张斐娜. X波段高效双频同轴相对论返波管粒子模拟 . 强激光与粒子束, 2012, 24(10): 2415-2419. doi: 10.3788/HPLPB20122410.2415
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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

1. 清华大学工程物理系, 北京 1 00084;

2. 中国工程物理研究院应用电子学研究所高功率微波技术重点实验室, 四川绵阳 621 900

刊出日期: 2011-09-13

关键词:

相对论速调管 /

同轴双间隙输出腔 /

摘要: 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600 kV、束流5 kA、调制深度100%和峰值频率9.37 GHz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1.2 GW、峰值频率9.37 GHz、效率40%的微波输出。

English Abstract

刘振帮, 黄华, 金晓, 等. X波段相对论速调管放大器同轴双间隙输出腔输出特性[J]. 强激光与粒子束, 2011, 23.

引用本文:

刘振帮, 黄华, 金晓, 等. X波段相对论速调管放大器同轴双间隙输出腔输出特性[J]. 强激光与粒子束, 2011, 23.

liu zhenbang, huang hua, jin xiao, et al. Characteristic of X-band coaxial double-gap output cavity of klystron amplifier[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2011, 23.

Citation:

liu zhenbang, huang hua, jin xiao, et al. Characteristic of X-band coaxial double-gap output cavity of klystron amplifier[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2011, 23.

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