强流脉冲驱动的X波段多注相对论速调管相位特性

发布时间：2019-05-18 02:43

【摘要】：相位特性是目前制约多注相对论速调管放大器进一步拓展应用的关键参数之一,为了有效提高器件输出微波相位的稳定性,利用一维非线性理论对X波段强流多注速调管放大器开展了理论研究,得到由强流脉冲特性引起的腔体杂频以及电子束运动速度变化率是造成输出微波相位波动的部分主要原因,同时基于18注实心电子束构成的X波段多注相对论速调管放大器开展了强流脉冲特性对输出微波频率和相位影响的数值计算,最后利用粒子模拟手段对理论结果进行验证。理论和模拟结果一致表明:强流脉冲的前沿和波动都将导致器件内实际工作频率的偏移,并引起相位波动;在脉冲前沿段,脉冲前沿长度越短,器件内实际工作频率偏移越大,相位波动幅度越大;在脉冲平顶段,脉冲波动导致的频率偏移与电压变化率相关,与电压的幅值无关,而脉冲电压波动导致的输出微波相位波动由电压变化率及其变化幅度两者共同决定。
[Abstract]:Phase characteristics are one of the key parameters restricting the further development of multi-beam relative klystron amplifiers. In order to effectively improve the stability of the output microwave phase of the device, Based on the one-dimensional nonlinear theory, the X-band high current multi-beam klystron amplifier is studied theoretically. It is obtained that the cavity miscellaneous frequency caused by the characteristics of strong current pulse and the change rate of electron beam velocity are some of the main reasons for the phase fluctuation of output microwave. At the same time, based on the X-band multi-beam relative klystron amplifier composed of 18 solid electron beams, the numerical calculation of the influence of strong current pulse characteristics on the frequency and phase of the output microwave is carried out. Finally, the theoretical results are verified by particle simulation. The theoretical and simulation results show that the front and fluctuation of the strong current pulse will lead to the deviation of the actual working frequency and the phase fluctuation of the device. In the pulse front section, the shorter the pulse front length is, the larger the actual working frequency offset is and the larger the phase fluctuation amplitude is. In the flat top section of the pulse, the frequency offset caused by the pulse fluctuation is related to the voltage change rate and independent of the voltage amplitude, while the output microwave phase fluctuation caused by the pulse voltage fluctuation is determined by the voltage change rate and its variation amplitude.
【作者单位】： 中国工程物理研究院研究生院;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;西北核技术研究所高功率微波技术重点实验室;
【基金】：国家自然科学基金项目(11475158,11605191) 中国工程物理研究院科学与技术发展基金项目(2015B0402096)
【分类号】：TN122

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本文编号：2479603