C波段低磁場高效率相對論返波管研究

《C波段低磁場高效率相對論返波管研究》一書研究的主要內容之一在於低磁場束流的規律認識和有效調控。一方面從束流振盪相位出發，通過理論分析揭示了強微波場中束流相位影響包絡擴散狀態的機理，通過控制進入諧振反射器中的束流相位，降低了RBWO中的束流能散，將轉換效率提升了8個百分點；另一方面從束流振幅出發，通過三維非線性理論研究給出了束流振幅影響RBWO效率的物理內涵，提出了一種帶陽極腔的管頭結構，通過局部增強的徑向電場有效降低了束流振幅，促進了束流群聚，將轉換效率提升了4個百分點。 《C波段低磁場高效率相對論返波管研究》研究的另一個內容在於對射頻場局部和整體的調控。一方面通過引入提供部分微波反射的波導腔結構顯著增強了提取腔中的局部諧振場，增強了產生的集中渡越輻射，將轉換效率提升了5個百分點；另一方面通過非均勻慢波結構以及內反射器的設計，對器件內的射頻功率分佈進行了調控，在功率容量允許的範圍內使得能量提取更加集中，充分發揮了速調型RBWO能量集中提取的優勢。

目錄

第1章緒論

1.1HPM源現狀與發展趨勢

1.2低磁場HPM源研究現狀

1.2.1低磁場切倫科夫器件

1.2.2低磁場渡越器件

1.2.3無磁場器件

1.2.4小結

1.3本書的技術路線

1.3.1無箔二極管

1.3.2低磁場束流控制

1.3.3速調型RBWO

1.4本書的主要內容

第2章低磁場RBWO束流控制研究

2.1低磁場漂移管束流振盪包絡

2.1.1漂移管束流包絡傳輸理論

2.1.2束流包絡模擬研究

2.1.3束流包絡實驗研究

2.2低磁場RBWO束流相位控制研究

2.2.1束流包絡在微波場中的振盪特性

2.2.2束流包絡相位對RBWO的影響

2.2.3束流包絡相位控制實驗研究

2.3低磁場RBWO束流振幅控制研究

2.3.1加速區束流包絡傳輸特性

2.3.2RBWO三維非線性理論

2.3.3理論計算結果與分析

2.3.4束流振盪包絡的抑制

2.3.5群聚增強型RBWO

2.4小結

第3章低磁場高效率RBWO設計與模擬研究

3.1器件物理模型

3.1.1器件設計思想

3.1.2二極管參數選擇

3.1.3諧振反射器

3.1.4慢波結構色散特性

3.1.5提取腔結構

3.2增強能量提取

3.2.1諧振增強設計

3.2.2反饋增強型RBWO

3.3射頻功率控制

3.3.1非均勻慢波結構

3.3.2內反射器

3.4器件PIC模擬

3.4.1整管粒子模擬結果

3.4.2電參數的影響

3.4.3不同結構的影響

3.5小結

第4章低磁場高效率RBWO實驗研究

4.1實驗系統介紹

4.1.1TPG2000脈沖驅動源

4.1.2脈沖磁體系統

4.1.3低磁場高效率RBWO組件

4.1.4微波傳輸與輻射系統

4.2實驗測量系統

4.2.1二極管參數測量

4.2.2微波參數測量

4.3典型實驗結果

4.3.1二極管工作參數

4.3.2微波頻率

4.3.3微波功率

4.4工作參數的影響

4.4.1工作磁場

4.4.2工作電壓

4.4.3結構參數的影響

4.5二極管絕緣性研究

4.65 GW源永磁包裝方案

4.6.1RBWO永磁包裝質量分析

4.6.2C波段5 GW源永磁體方案設計

4.7小結

第5章總結與展望

5.1主要工作與結論

5.2主要創新點

5.3存在問題與工作展望

參考文獻