相对论磁控管透明阴极技术作用机理研究  

Research on mechanism of transparent cathode in relativistic magnetron

作　　者：周豪 蔡伟鸿 王姣银 李天明[1] Zhou Hao;Cai Weihong;Wang Jiaoyin;Li Tianming(School of Electronic Science and Engineering,University of Electronic Science and Technology of China,Chengdu 611731,China)

机构地区：[1]电子科技大学电子科学与工程学院,成都611731

出　　处：《强激光与粒子束》2021年第7期69-74,共6页High Power Laser and Particle Beams

基　　金：高功率微波重点实验室基金项目(6142605180202)。

摘　　要：透明阴极技术对相对论磁控管振荡启动过程具有显著影响,但其加速启动过程的作用机理仍有待深入研究。对采用扇形单元透明阴极的L波段相对论磁控管进行数值模拟,分析了场分布模式和带电粒子空间运动规律,发现透明阴极与实心阴极在磁控管振荡启动过程的差异。可见透明阴极带来的静电场角向分量与外加轴向磁场引起的洛伦兹力,对初始工作状态的电子具有向阳极加速漂移的作用。采用透明阴极的相对论磁控管的电子轮辐外缘更贴近阳极,群聚电子在轴向上具有随距离连续变化的速度分布,使得电子与高频电磁场的能量交换更加充分。对扇形阴极单元的个数与张角组合的匹配效果进行了模拟,给出了磁控管振荡建立阶段静电场角向分量对阴极电子发射与漂移运动的作用规律。透明阴极的设计需要与磁控管慢波结构相匹配,以得到最优化的工作状态。It is confirmed that transparent cathode technology has a significant influence on oscillation start-up process in relativistic magnetron,while the fast start-up mechanism is under further evaluation.Electromagnetic field distribution and charged particle motion were simulated in an L-band relativistic magnetron with transparent cathode.Results show a great difference between solid cathode and transparent cathode.Both electrostatic field distribution and electron spoke are modulated by transparent cathode structure.To obtain an optimal operating state,transparent cathode and relativistic magnetron should be matched in a proper configuration.

关 键 词：高功率微波源 相对论磁控管 阴极 真空电子学 束-波互作用 

分 类 号：TN128[电子电信—物理电子学]