94GHz缓变结构回旋管设计与数值模拟研究  被引量:6

Design and numerical simulation of a 94 GHz gyrotron with gradually tapered cavity

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作  者:雷朝军[1,2] 喻胜[2] 李宏福[2] 刘迎辉[2] 赵其祥[2] 

机构地区:[1]中国人民武装警察部队学院基础部,河北廊坊065000 [2]电子科技大学太赫兹研究中心,成都610054

出  处:《强激光与粒子束》2014年第2期177-181,共5页High Power Laser and Particle Beams

基  金:国家自然科学基金项目(11205026)

摘  要:通过分析广义传输线理论中的模式耦合系数,优化设计了一支94GHz光滑缓变结构回旋管,当电子注电压50kV,电流6A,横纵速度比1.4,工作磁场3.548 5T时,在频率94.099GHz处得到了41%互作用效率,约120kW的功率输出;与折变结构回旋管相比,缓变结构回旋管中的工作模式纯度提高约27dB,注波互作用效率提高约7%。基于自洽非线性理论计算的互作用效率与PIC模拟结果有较好的一致性。Through analysing the coupling coefficient of the generalised telegraphist's equations, an optimized 94 GHz gyrotron with gradually tapered cavity is designed. An output power of about 120 kW, corresponding to 41% efficiency, and an oscillation frequency of 94. 099 GHz are achieved with a 50 kV, 6 A helical electron beam with a pitch angle of 1.4 at a guiding mag netic field of 3. 548 5 T. Compared with the line-joint cavity, the purity of the operating mode is enhanced above 27 dB and the efficiency increases about 7% in the gyrotron with gradually tapered cavity. The efficiency of the beam-wave interaction calculated by the code based on the self-consistent nonlinear theory is in well accord with that simulated by PIC.

关 键 词:谐振腔 回旋管 模式竞争 耦合系数 

分 类 号:TN129[电子电信—物理电子学]

 

参考文献:

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耦合文献:

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引证文献:

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