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S波段长脉冲相对论速调管放大器的实验研究 被引量:14
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作者 黄华 范植开 +9 位作者 孟凡宝 谭杰 罗光耀 曹绍云 雷禄蓉 吴勇 李正红 周海京 张北镇 李春霞 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期990-994,共5页
介绍了S波段强流长脉冲相对论速调管放大器(RKA)的高频系统设计、长脉冲强流相对论电子束(IREB)的调制及微波提取等方面的实验研究结果。重点阐述了长脉冲IREB调制和输出微波中的自激振荡问题。通过采用高阶工作模式以及参差模式设置的... 介绍了S波段强流长脉冲相对论速调管放大器(RKA)的高频系统设计、长脉冲强流相对论电子束(IREB)的调制及微波提取等方面的实验研究结果。重点阐述了长脉冲IREB调制和输出微波中的自激振荡问题。通过采用高阶工作模式以及参差模式设置的谐振腔、提高系统安装的同心度和调节电子束参数等措施,使自激振荡得到了抑制。采用550 kV,4 kA及210 ns的环行电子束,经过优化调节RKA参数,使强流调制电子束流脉宽由50 ns增加到150 ns,同时得到了3.2 kA的基波调制电流。从该RKA得到了峰值功率580MW、脉宽140 ns的输出微波,束波转换效率26%,增益34 dB。 展开更多
关键词 相对论速调管放大 强流相对论电子束 脉冲缩短 自激振荡 S波段 长脉冲
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S波段相对论速调管放大器的相位测量 被引量:14
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作者 郭焱华 黄华 +1 位作者 罗雄 张北镇 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期733-736,共4页
基于高频信号相位测量原理,提出了S波段相对论速调管放大器相位测量的方法。对S波段800 kW速调管放大器进行了验证实验,并测试了S波段相对论速调管放大器的相位。实验结果表明:速调管输入和输出微波相位差随束压升高而减小,随束流升高... 基于高频信号相位测量原理,提出了S波段相对论速调管放大器相位测量的方法。对S波段800 kW速调管放大器进行了验证实验,并测试了S波段相对论速调管放大器的相位。实验结果表明:速调管输入和输出微波相位差随束压升高而减小,随束流升高而增大,微波相位差不随注入微波功率大小和磁场变化而变化。 展开更多
关键词 高功率微波 相对论速调管放大 相位测量 I/Q方法
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长脉冲相对论速调管放大器的初步实验研究 被引量:8
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作者 黄华 范植开 +4 位作者 马乔生 谭杰 甘延青 常安碧 苏昶 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第6期915-919,共5页
 介绍了L波段长脉冲相对论速调管放大器(RKA)的强流相对论电子束(IREB)的调制及微波提取等方面的实验研究。重点分析了束流经过中间腔间隙调制后束流脉冲缩短和输出微波脉冲缩短问题,经过对注入微波、中间腔和输出腔等参数的调节,得到...  介绍了L波段长脉冲相对论速调管放大器(RKA)的强流相对论电子束(IREB)的调制及微波提取等方面的实验研究。重点分析了束流经过中间腔间隙调制后束流脉冲缩短和输出微波脉冲缩短问题,经过对注入微波、中间腔和输出腔等参数的调节,得到了比较强的基波调制电流和微波辐射。采用446kV 3.0kA 1.4μs的空心电子束,经过四腔放大后,得到381MW 200ns的辐射微波,束波转换效率28%,增益34dB。 展开更多
关键词 强流相对论电子束 束流调制 脉冲缩短 长脉冲相对论速调管放大 微波器件
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S波段3GW相对论速调管放大器的设计 被引量:6
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作者 陈永东 金晓 +2 位作者 李正红 吴洋 黄华 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第9期2151-2154,共4页
利用速调管放大器中间腔可以提高器件放大增益,并达到降低微波注入功率的要求,同时针对高功率微波相对论速调管放大器的特点,建立了一个带有两个中间腔的S波段相对论速调管放大器,采用特殊结构克服了多个中间腔引入的高次模影响,模拟上... 利用速调管放大器中间腔可以提高器件放大增益,并达到降低微波注入功率的要求,同时针对高功率微波相对论速调管放大器的特点,建立了一个带有两个中间腔的S波段相对论速调管放大器,采用特殊结构克服了多个中间腔引入的高次模影响,模拟上实现了在kW量级微波注入条件下,基波电流调制深度达到80%,输出微波3.3GW。 展开更多
关键词 高功率微波 相对论速调管放大 高增益 粒子模拟
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S波段相对论速调管放大器同轴输出腔的数值模拟 被引量:6
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作者 雷禄容 范植开 +2 位作者 黄华 何琥 李正红 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第10期1677-1681,共5页
介绍了S波段强流相对论速调管放大器(RKA)同轴输出腔内束波转换效率和腔主要参数的计算、微波提取的粒子模拟和优化以及实验。模拟计算时,采用单间隙的同轴输出腔,束压580 kV、束流4 kA的环行电子束,基波调制深度为80%,利用3维粒子程序... 介绍了S波段强流相对论速调管放大器(RKA)同轴输出腔内束波转换效率和腔主要参数的计算、微波提取的粒子模拟和优化以及实验。模拟计算时,采用单间隙的同轴输出腔,束压580 kV、束流4 kA的环行电子束,基波调制深度为80%,利用3维粒子程序得到约500 MW的微波输出功率,效率21.5%。将该模拟结果应用于实验的设计,实验中采用束压550 kV、束流4 kA的电子束得到功率500 MW、脉宽120 ns的输出微波,束波转换效率22.7%,实验结果与模拟结果吻合较好。 展开更多
关键词 相对论速调管放大 强流相对论电子束 同轴输出腔 粒子模拟 S-波段
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线性变压器源驱动相对论速调管放大器的初步实验 被引量:6
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作者 黄华 何琥 +4 位作者 雷禄容 刘振帮 金晓 王淦平 郭焱华 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期1583-1588,共6页
利用新研制的紧凑型线性变压器驱动源(LTD)脉冲功率源二极管产生的电子束源,开展了S波段长脉冲相对论速调管放大器(RKA)的初步实验研究。采用无箔空心阴极和0.9T恒流源引导磁场从LTD二极管引出了电压600kV、束流6kA、脉宽150ns的环形电... 利用新研制的紧凑型线性变压器驱动源(LTD)脉冲功率源二极管产生的电子束源,开展了S波段长脉冲相对论速调管放大器(RKA)的初步实验研究。采用无箔空心阴极和0.9T恒流源引导磁场从LTD二极管引出了电压600kV、束流6kA、脉宽150ns的环形电子束,该电子束经过1个同轴输入腔和2个同轴调制腔的调制后,产生了幅度5kA、脉宽110ns的基波调制束流,采用该调制束流驱动同轴微波提取腔,辐射输出了峰值功率820MW/110ns的辐射微波,效率28%,增益36dB。同时,开展了重复脉冲RKA和相位特性的实验研究,重复频率10Hz运行时,辐射微波达到800MW/100ns,相位抖动小于20°。 展开更多
关键词 相对论速调管放大 长脉冲电子束 高功率微波 相位特性 线性变压器驱动源
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8mm回旋速调管放大器高频窗的设计 被引量:8
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作者 徐寿喜 张世昌 +1 位作者 粟亦农 刘濮鲲 《微波学报》 CSCD 北大核心 2005年第1期45-49,共5页
采用三维电磁软件给出了8mm输入、输出窗的设计.其中输入窗采用矩形窗,频率为34~36GHz,驻波比小于1.08.输出窗频率为34.4~35.4GHz,驻波比小于1.2.文章讨论了介质厚度和相对介电常数对窗片反射系数的影响.
关键词 回旋速调管放大 输入窗 输出窗 介质厚度 反射系数
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相对论速调管放大器双间隙输出腔的粒子模拟 被引量:5
8
作者 雷禄容 范植开 +1 位作者 黄华 何琥 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第8期1338-1342,共5页
用3维PIC程序对S波段强流相对论速调管放大器(RKA)双间隙输出腔内的微波提取情况进行了模拟,给出了产生微波的详细物理图像。模拟结果表明:采用双间隙输出腔能增加束波互作用长度,使提取到的微波功率和效率得到提高。模拟得到了输出微... 用3维PIC程序对S波段强流相对论速调管放大器(RKA)双间隙输出腔内的微波提取情况进行了模拟,给出了产生微波的详细物理图像。模拟结果表明:采用双间隙输出腔能增加束波互作用长度,使提取到的微波功率和效率得到提高。模拟得到了输出微波功率随直流渡越角、随电子束外径与漂移管之间的距离、随基波调制深度以及耦合孔径向间距变化的规律。在电子束压580 kV、束流4 kA、基波调制深度80%、引导磁场1.5 T的条件下,模拟得到周期时间平均功率800 MW,频率约2.85 GHz,周期时间平均效率34.8%的微波。 展开更多
关键词 相对论速调管放大 双间隙输出腔 粒子模拟 S波段
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回旋速调管放大器及其发展评述 被引量:29
9
作者 刘濮鲲 徐寿喜 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第5期683-694,共12页
回旋速调管放大器是一种具有重要发展前景的高功率相干毫米波源。该文简要介绍了回旋速调管的结构和工作机理,详细评述了国际上回旋速调管的发展状况及趋势,指出了发展中存在的一些关键问题,并提出了自己的建议。
关键词 回旋速调管放大 工作机理 发展趋势 毫米波相干辐射源 结构
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S波段相对论速调管放大器输入腔的3维分析与模拟 被引量:4
10
作者 雷禄容 范植开 +1 位作者 黄华 何琥 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期455-459,共5页
利用3维软件设计了适用于S波段相对论速调管放大器的单重入输入腔,该腔体采用了偏心设计,以便减小耦合孔处的不均匀场对腔间隙场的影响,分析了腔体耦合孔尺寸对腔间隙场均匀性的影响;建立了带输入波导结构的3维输入腔开放腔模型,并应用... 利用3维软件设计了适用于S波段相对论速调管放大器的单重入输入腔,该腔体采用了偏心设计,以便减小耦合孔处的不均匀场对腔间隙场的影响,分析了腔体耦合孔尺寸对腔间隙场均匀性的影响;建立了带输入波导结构的3维输入腔开放腔模型,并应用此模型,采用3维PIC程序模拟了注入微波功率、束直流对输入腔间隙后束流调制的影响。研究结果表明:耦合孔尺寸对腔间隙电场均匀性影响较大,当耦合孔离轴越近时,腔间隙场越不均匀;在结构参数和束参数固定的条件下,基波电流调制深度随着间隙电压的增加而增加,但达到最大基波调制电流的漂移距离几乎不变;在结构参数和注入微波参数固定的条件下,束直流越大,达到最大基波调制电流所需的漂移距离越短。研究结果为腔体的设计和输入腔束流调制实验提供了参考依据。 展开更多
关键词 高功率微波 相对论速调管放大 输入腔 耦合孔 高频信号
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8mm二次谐波回旋速调管放大器双阳极磁控注入电子枪的设计 被引量:4
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作者 徐寿喜 张世昌 +1 位作者 粟亦农 刘濮鲲 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期104-108,共5页
计算了8mm二次谐波回旋速调管双阳极电子枪的设计参数,根据这些参数,采用EGUN软件 进行模拟和优化,设计出了一只双阳极磁控注入电子枪,该枪的电子束纵横速度比为1.45,速度零散为5.4%, 并讨论了电极形状、磁场分布、电流、控制... 计算了8mm二次谐波回旋速调管双阳极电子枪的设计参数,根据这些参数,采用EGUN软件 进行模拟和优化,设计出了一只双阳极磁控注入电子枪,该枪的电子束纵横速度比为1.45,速度零散为5.4%, 并讨论了电极形状、磁场分布、电流、控制极电压和第二阳极电压对电子注性能的影响,结果发现电子注对这些 影响因子非常敏感,设计中应对它们进行充分优化。 展开更多
关键词 回旋速调管放大 磁控注入电子枪 纵横速度比 速度零散
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C波段相对论速调管放大器3维整管模拟研究 被引量:3
12
作者 雷禄容 黄华 +2 位作者 范植开 罗雄 何琥 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期879-882,共4页
建立了带输入、输出波导结构的C波段相对论速调管放大器3维整管模型,利用3维软件对其高频特性进行了数值计算研究,对整管结构进行了优化设计。并用3维PIC程序对电子束经过输入腔后的束流调制、注入微波的吸收情况、中间腔对束流的调制... 建立了带输入、输出波导结构的C波段相对论速调管放大器3维整管模型,利用3维软件对其高频特性进行了数值计算研究,对整管结构进行了优化设计。并用3维PIC程序对电子束经过输入腔后的束流调制、注入微波的吸收情况、中间腔对束流的调制以及输出腔后微波提取情况进行了模拟研究。模拟结果表明:输入腔与微波注入波导匹配较好,注入微波能被电子束和谐振腔很好吸收,在输入腔间隙后20cm处得到了11%的基波电流调制深度;在中间腔后15cm处得到了约76%的基波电流调制深度;在中间腔后电流调制最强处加上输出腔,提取到800MW的输出微波,效率26%。 展开更多
关键词 相对论速调管放大 整管模拟 PIC粒子模拟 高频特性
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相对论速调管放大器杂模振荡的抑制 被引量:3
13
作者 张泽海 舒挺 +2 位作者 张军 刘静 朱俊 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第11期2989-2993,共5页
研究了相对论速调管放大器(RKA)输入腔和中间腔之间的高阶杂模振荡问题。通过模式分析得知杂模在谐振腔内为TM11模式,而在漂移管中表现为TE11模式,针对该模式能在漂移管中传输的特性,利用漂移管内壁涂覆吸波材料吸收杂模功率的方法进行... 研究了相对论速调管放大器(RKA)输入腔和中间腔之间的高阶杂模振荡问题。通过模式分析得知杂模在谐振腔内为TM11模式,而在漂移管中表现为TE11模式,针对该模式能在漂移管中传输的特性,利用漂移管内壁涂覆吸波材料吸收杂模功率的方法进行抑制。通过3维粒子模拟程序,分析了吸波材料的电导率及涂覆长度对抑制杂模增长率的影响。利用模拟分析得到的结果,对漂移管中涂覆吸波材料的RKA输入腔及中间腔结构进行了3维模拟研究,结果显示:合适的吸波材料的引入能够很好地抑制RKA输入腔和中间腔之间的杂模振荡。 展开更多
关键词 相对论速调管放大 杂模振荡 吸波材料 电导率 涂覆长度
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强流短脉冲相对论速调管放大器实验研究 被引量:3
14
作者 黄华 孟凡宝 +6 位作者 常安碧 马乔生 张永辉 甘延青 陈代兵 罗敏 龚胜纲 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第10期1291-1294,共4页
 利用无箔空心石墨阴极和0.65T的脉冲引导磁场,从Sinus加速器二极管引出了电压约750kV、电流约8.6kA、脉宽40ns的环形电子束,经过输入腔和中间腔间隙调制后,得到了7kA/43ns的基波调制电流,经过输出腔间隙后,得到了2.1GW/15ns的最大微...  利用无箔空心石墨阴极和0.65T的脉冲引导磁场,从Sinus加速器二极管引出了电压约750kV、电流约8.6kA、脉宽40ns的环形电子束,经过输入腔和中间腔间隙调制后,得到了7kA/43ns的基波调制电流,经过输出腔间隙后,得到了2.1GW/15ns的最大微波输出功率,束波转换效率33%,最高增益为40dB,并发现脉冲缩短现象。 展开更多
关键词 相对论速调管放大 强流短脉冲 强流相对论电子束 脉冲缩短 高功率微波
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S波段相对论速调管放大器锁相特性 被引量:3
15
作者 张泽海 舒挺 +1 位作者 张军 戚祖敏 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第8期2040-2044,共5页
对相对论速调管放大器(RKA)锁相特性进行了粒子模拟与实验研究。在2.5维粒子模拟中,研究了电子束电压波形特征对RKA锁相特性的影响,结果表明:电子束电压波形上冲对RKA锁相特性有正面影响,即能够减小相位差达到锁定状态的时间,幅度为20%... 对相对论速调管放大器(RKA)锁相特性进行了粒子模拟与实验研究。在2.5维粒子模拟中,研究了电子束电压波形特征对RKA锁相特性的影响,结果表明:电子束电压波形上冲对RKA锁相特性有正面影响,即能够减小相位差达到锁定状态的时间,幅度为20%的上冲导致大约23°的相位差变化;波形顶降则对RKA锁相特性有负面影响,可使相位差过早地偏离稳定值,幅度为5%的顶降大约能引起50°的相位差偏离;电压波形的上升时间对RKA相位锁定特性也有影响,但规律不明显。在三维粒子模拟和实验中,研究了导引磁场大小对RKA锁相特性的影响,结果表明,在1.6 T以下,RKA输出微波与种子源微波之间的相位差锁定值总体上随导引磁场的增大而减小,在细节上,呈现阶跃形式,即一定范围内导引磁场大小变化不会导致相位差的改变。实验研究表明,在导引磁场范围为0.6~1.2 T时,RKA锁定相位差随导引磁场的增大而减小,阶跃现象不明显。 展开更多
关键词 相对论速调管放大 锁相特性 波形特征 导引磁场
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回旋速调管放大器注-波互作用分析 被引量:7
16
作者 罗勇 李宏福 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期724-728,共5页
给出了自洽非线性大信号理论分析方法,在理论分析和高频计算的基础上,建立了回旋速调管放大器注波互作用计算模型,对其进行数值计算。研究多种参量对放大器输出功率、增益、效率等的影响,通过优化得到了中心频率34GHz的四腔回旋速调管... 给出了自洽非线性大信号理论分析方法,在理论分析和高频计算的基础上,建立了回旋速调管放大器注波互作用计算模型,对其进行数值计算。研究多种参量对放大器输出功率、增益、效率等的影响,通过优化得到了中心频率34GHz的四腔回旋速调管放大器设计方案。粒子模拟表明在工作电压65kV,注电流8A,电子注横向与纵向速度比为1.5时,输出功率230kW,带宽230MHz,电子效率45%,饱和增益33dB。 展开更多
关键词 注-波互作用 效率 频带 回旋速调管放大 高功率毫米波
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速调管放大器大漂移管尺寸输入腔的3维分析与模拟 被引量:2
17
作者 雷禄容 黄华 +1 位作者 罗雄 何琥 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期151-155,共5页
设计了3种耦合孔结构的大漂移管输入腔,分析比较了其冷腔场分布以及直流电子束通过输入腔间隙后的束流调制情况。计算结果表明:在工作模式下,开单扇形耦合孔和环形孔比开双扇形耦合孔的间隙场均匀;在大尺寸漂移管条件下,采用环形耦合孔... 设计了3种耦合孔结构的大漂移管输入腔,分析比较了其冷腔场分布以及直流电子束通过输入腔间隙后的束流调制情况。计算结果表明:在工作模式下,开单扇形耦合孔和环形孔比开双扇形耦合孔的间隙场均匀;在大尺寸漂移管条件下,采用环形耦合孔输入腔的品质因数比单扇形耦合孔输入腔的小,环形耦合孔输入腔与微波注入波导匹配较好;在相同注入微波功率的情形下,环形耦合孔输入腔对种子源微波的吸收比单扇形耦合孔输入腔好且调制电流更大。 展开更多
关键词 相对论速调管放大 输入腔 耦合孔 高频信号
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宽带相对论速调管放大器模拟设计 被引量:1
18
作者 雷禄容 袁欢 +3 位作者 刘振帮 黄华 何琥 黄吉金 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期70-75,共6页
设计了一种用于S波段、工作带宽10%的相对论速调管放大器结构。该宽带管采用多间隙输入腔、两个中间腔和重叠模双间隙输出腔来拓展相对论速调管放大器(RKA)群聚段和输出段的带宽,模拟得到基波调制深度大于80%时,RKA群聚段和输出段的带... 设计了一种用于S波段、工作带宽10%的相对论速调管放大器结构。该宽带管采用多间隙输入腔、两个中间腔和重叠模双间隙输出腔来拓展相对论速调管放大器(RKA)群聚段和输出段的带宽,模拟得到基波调制深度大于80%时,RKA群聚段和输出段的带宽分别为11%和15%。整管模拟时,通过调节注入微波频率和功率,得到最大功率1.58 GW、3 d B相对工作带宽10%、带内微波功率不小于1 GW的输出微波。 展开更多
关键词 S波段 相对论速调管放大 宽带 群聚段 输出段
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高增益相对论速调管放大器自激振荡的分析与抑制 被引量:1
19
作者 吴洋 谢鸿全 +3 位作者 李正红 张运俭 马乔生 成会 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期147-151,共5页
通过二维和三维粒子模拟研究了高增益相对论速调管放大器中高次模式的激励机理,两者结果的一致性排除了高次非对称模式激励的影响。由此建立了高次模式起振的理论模型,给出了高次模式的起振电流。并通过在器件内加入微波衰减材料来抑制... 通过二维和三维粒子模拟研究了高增益相对论速调管放大器中高次模式的激励机理,两者结果的一致性排除了高次非对称模式激励的影响。由此建立了高次模式起振的理论模型,给出了高次模式的起振电流。并通过在器件内加入微波衰减材料来抑制高次模式自激振荡,模拟获得了1.95GW的微波输出,增益62.8dB。 展开更多
关键词 相对论速调管放大 高增益 高次模式 自激振荡
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X波段长脉冲多注相对论速调管放大器杂模振荡抑制 被引量:1
20
作者 刘振帮 雷禄容 +4 位作者 黄华 金晓 朱磊 王淦平 何琥 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期6-10,共5页
为进一步提高相对论速调管放大器(RKA)的工作频率和输出功率,开展了X波段GW级长脉冲多注RKA实验研究,对实验中出现的杂模振荡现象进行了模拟和实验分析。结果表明,电子回流是导致实验中出现杂模振荡的主要因素,采取了相应措施减少电子... 为进一步提高相对论速调管放大器(RKA)的工作频率和输出功率,开展了X波段GW级长脉冲多注RKA实验研究,对实验中出现的杂模振荡现象进行了模拟和实验分析。结果表明,电子回流是导致实验中出现杂模振荡的主要因素,采取了相应措施减少电子回流从而抑制杂模振荡,实现多注RKA输出微波功率约为0.98GW,脉宽为95ns,频率为9.405GHz。 展开更多
关键词 相对论速调管放大 X波段 长脉冲 杂频振荡
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