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低磁场过模慢波结构型高功率毫米波发生器的改进

朱俊 舒挺 张军 张泽海 樊玉伟 高景明 李国林 周生岳 许流荣

朱俊, 舒挺, 张军, 等. 低磁场过模慢波结构型高功率毫米波发生器的改进[J]. 强激光与粒子束, 2011, 23.
引用本文: 朱俊, 舒挺, 张军, 等. 低磁场过模慢波结构型高功率毫米波发生器的改进[J]. 强激光与粒子束, 2011, 23.
zhu jun, shu ting, zhang jun, et al. Improvement of high power overmoded millimeter-wave generator operating at low magnetic field[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2011, 23.
Citation: zhu jun, shu ting, zhang jun, et al. Improvement of high power overmoded millimeter-wave generator operating at low magnetic field[J]. High Power Laser and Particle Beams, 2011, 23.

低磁场过模慢波结构型高功率毫米波发生器的改进

Improvement of high power overmoded millimeter-wave generator operating at low magnetic field

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出版历程
  • 刊出日期:  2011-11-29

低磁场过模慢波结构型高功率毫米波发生器的改进

  • 1. 国防科学技术大学 光电科学与工程学院, 长沙 41 0073

摘要: 利用粒子模拟的方法设计了一个高功率毫米波发生器,并对其进行了实验研究及改进。采用过模慢波结构以增大束波作用空间,从而提高功率容量;为实现过模慢波器件的单模、单频工作,选择TM01模的π模作为工作模式。采用过模慢波结构,结合合理的器件结构设计,可降低器件工作所需的导引磁场。实验在TORCH-01加速器平台进行,产生的微波频率由色散线法测量,其功率由远场积分法得到。最初的器件采用矩形波纹慢波结构,得到频率为33.56 GHz、功率约110 MW的微波输出,但功率难以进一步提高,脉宽仅为7~8 ns,且在慢波结构边沿发现击穿痕迹。对矩形慢波结构进行倒圆角处理后,借助数值模拟,发现其TM01模的π模频率变化不大。改进后的器件在0.8 T导引磁场下,当电压和电流分别为590 kV与5.2 kA时,实验得到频率33.56 GHz、功率320 MW的毫米波输出,微波模式为准TM01模,效率约10%,脉宽延长至约13 ns,器件内表面无明显击穿痕迹。

English Abstract

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