W波段螺旋波纹波导回旋行波管注波互作用的非线性分析

薛智浩; 刘濮鲲; 杜朝海; 李铮迪

doi:10.7498/aps.61.170201

摘要

本文从有源麦克斯韦方程组出发, 系统地推导了螺旋波纹波导的色散方程及非线性注波互作用理论, 数值计算结果与已有的实验报道基本相符.在此基础上,设计了W波段螺旋波纹回旋行波管, 工作电压80 kV, 工作电流5 A, 中心频率95 GHz, 3 dB带宽约4.5%, 饱和增益52 dB, 最大输出功率142 kW, 电子效率达20%-35%.最后,本文计算了电流, 电压及输入功率的改变对W波段螺旋波纹波导回旋行波管输出性能的影响.

关键词:

Abstract

Gyro-TWT is one of the most promising candidates for the application of the transmitter microwave source of the next-generation imaging radar; meanwhile, it plays an important role in national security. Gyro-TWT with helical waveguide is capable of generating broad-bandwidth radiation, as well as high stable ability. In this paper, we derive the dispersion equation of helical waveguide and the non-linear theory of calculating the beam-wave interaction. Numerical stimulation results accord with the experimental results. We design a W-band gyro-TWT operating at a 80 keV, 5 A electron beam, which can produce an output power of 142 kW, with 3 dB bandwidth 4.5%, cantral frequency 95 GHz and saturation gain 52 dB. Finally, we calculate the effect of variation of voltage and current on the output performance of gyro-TWT with helical waveguide.

Keywords:

作者及机构信息

1.
中国科学院电子学研究所, 北京 100190;

2.
中国科学院研究生院, 北京 100049

基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 61072024, 60971072)资助的课题.

Authors and contacts

1.
Institute of Electronics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China;

2.
Graduate University of the Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China

Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 61072024, 60971072).

参考文献

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施引文献

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