高功率过模返波管中模式控制研究

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高功率过模返波管中模式控制研究

廖旭, 李正红

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廖旭, 李正红. 高功率过模返波管中模式控制研究[J]. 电子科技大学学报, 2012, 41(3): 401-404. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2012.03.015

引用本文:

廖旭, 李正红. 高功率过模返波管中模式控制研究[J]. 电子科技大学学报, 2012, 41(3): 401-404. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2012.03.015

LIAO Xu, LI Zheng-hong. Study on Mode Control in an Over-sized Backward Wave Oscillator[J]. Journal of University of Electronic Science and Technology of China, 2012, 41(3): 401-404. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2012.03.015

Citation:

LIAO Xu, LI Zheng-hong. Study on Mode Control in an Over-sized Backward Wave Oscillator[J]. Journal of University of Electronic Science and Technology of China, 2012, 41(3): 401-404. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2012.03.015

高功率过模返波管中模式控制研究

doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2012.03.015

廖旭,
李正红

1.
西南科技大学理学院四川绵阳 621010

基金项目:

国家自然科学基金(10347009);四川省教育厅重点科研项目(09ZA128)

作者简介:
廖旭(1961-),男,副教授,主要从事电磁场及微波理论方面的研究.

中图分类号: TN102

Study on Mode Control in an Over-sized Backward Wave Oscillator

1.
Science College,Southwestern University of Science and Technology Mianyang Sichuan 621010

摘要: 采用过模结构,克服常规返波管(BWO)中截止径的限制,提高器件内径,有效地降低同等功率条件下器件内表面的强场,使其低于器件内表面的强场击穿阈值,可以克服器件内表面的强场击穿问题。根据BWO的振荡机理,引入过模反射腔,并使其同相应的慢波结构匹配,克服了过模结构中的模式竞争问题,提高了电子束同慢波结构互作用效率。从理论和模拟两个方面研究了过模返波管中的模式控制,设计了一个X波段输出功率接近10 GW、效率约50%的过模返波管器件。
- 返波管 /
- 高功率微波 /
- 模式竞争 /
- 模式控制
Abstract: Internal field emission breakdown in the electro-dynamic structures of high-power microwave devices can seriously limit the devices' output power and pulse duration. Increasing the diameter of the electro-dynamic structure beyond the cut-off radius can reduce these internal fields to below critical breakdown levels, but may introduce mode competition as unwanted side effects. An over-sized backward wave oscillator with rectangular profile corrugations is designed to produce TM01 high power microwave radiation without mode-competition. The slow wave structure and the reflector are matched to achieve mode selection and enhance interaction efficiency. The physical mechanism for mode selection is explored both in theoretical investigation and particle in cell simulation.
- back-ward wave oscillator /
- high power microwave /
- mode-competition /
- mode-control

[1]	张兵, 方子璇, 彭帅, 陆凤波, 高文泽, 赵银峰, 王树龙. 高功率微波频率对PIN限幅器的影响分析 . 电子科技大学学报, 2024, 53(): 1-7. doi: 10.12178/1001-0548.2022358
[2]	荀涛, 孙晓亮, 樊玉伟, 杨汉武, 张自成, 张军, 张建德, 钟辉煌. 重频吉瓦级高功率微波源硬管化技术研究 . 电子科技大学学报, 2020, 49(1): 87-91. doi: 10.12178/1001-0548.2018004
[3]	杜波, 秦大同, 刘永刚, 胡园园. 单电机重度混合动力系统模式切换协调控制策略 . 电子科技大学学报, 2018, 47(5): 793-800. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2018.05.025
[4]	章军辉, 李庆, 陈大鹏. 车辆多模式多目标自适应巡航控制 . 电子科技大学学报, 2018, 47(3): 368-375. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2018.03.008
[5]	雷朝军, 刘迎辉, 张双狮, 蒙林, 李宏福. 170 GHz兆瓦级回旋振荡管设计研究 . 电子科技大学学报, 2018, 47(6): 847-852. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2018.06.008
[6]	雷朝军, 刘迎辉, 喻胜, 李宏福, 赵其祥. 高次模回旋管中的非工作模式抑制研究 . 电子科技大学学报, 2015, 44(5): 695-699. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.05.010
[7]	廖旭, 李正红. 四腔相对论速调管放大器的实验研究 . 电子科技大学学报, 2015, 44(4): 524-527. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2015.04.009
[8]	廖旭, 任学藻, 李正红. 两腔微波振荡器理论和设计研究 . 电子科技大学学报, 2011, 40(4): 537-540. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2011.04.012
[9]	卢光辉. P帧快速模式选择算法 . 电子科技大学学报, 2010, 39(3): 397-401. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2010.03.016
[10]	王洪, 刘昌忠, 汪学刚, 吴宏刚. S模式前导脉冲检测方法 . 电子科技大学学报, 2010, 39(4): 486-489. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2010.04.002
[11]	赖永秀, 夏阳, 万衡, 雷町, 尧德中. 癫痫发作的两种模式 . 电子科技大学学报, 2010, 39(3): 454-456. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2010.03.029
[12]	金燕华, 秦开宇, 白泰礼. 在模式识别下的萃取液温度控制方法研究 . 电子科技大学学报, 2009, 38(3): 376-379. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2009.03.014
[13]	鄢扬, 夏连城, 吴坚强, 吴峰. 220 GHz回旋管模式竞争分析和数值模拟 . 电子科技大学学报, 2009, 38(3): 372-375. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2009.03.013
[14]	廖旭, 任学藻, 周自刚, 李正红. 一种新型的高功率微波脉冲功率源研究 . 电子科技大学学报, 2007, 36(4): 730-732.
[15]	何元清, 孙世新, 傅彦. 并行编程模式及分析 . 电子科技大学学报, 2002, 31(2): 173-175.
[16]	邵培基, 黄荣辉. 用Intranet模式改造传统的MIS . 电子科技大学学报, 1999, 28(1): 93-97.
[17]	雷霖, 谢文楷, 李家胤. 大功率微波发射机控制与保护系统的研究 . 电子科技大学学报, 1999, 28(5): 536-539.
[18]	谢文楷, 肖顺禄, 钱光弟. 同轴Vircator的理论与数值模拟 . 电子科技大学学报, 1999, 28(2): 166-170.
[19]	李大治, 杨梓强, 梁正. BWO慢波结构几何参数的研究 . 电子科技大学学报, 1998, 27(1): 63-67.
[20]	文光俊, 李家胤, 刘盛纲. 3cm相对论返波管的MAGIC模拟 . 电子科技大学学报, 1998, 27(6): 627-630.

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高功率过模返波管中模式控制研究

doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2012.03.015

廖旭,
李正红

1. 西南科技大学理学院四川绵阳 621010

基金项目:

国家自然科学基金(10347009);四川省教育厅重点科研项目(09ZA128)

作者简介:
廖旭(1961-),男,副教授,主要从事电磁场及微波理论方面的研究.

收稿日期: 2010-06-07
修回日期: 2010-11-21
刊出日期: 2012-06-15

中图分类号: TN102

关键词:

摘要: 采用过模结构,克服常规返波管(BWO)中截止径的限制,提高器件内径,有效地降低同等功率条件下器件内表面的强场,使其低于器件内表面的强场击穿阈值,可以克服器件内表面的强场击穿问题。根据BWO的振荡机理,引入过模反射腔,并使其同相应的慢波结构匹配,克服了过模结构中的模式竞争问题,提高了电子束同慢波结构互作用效率。从理论和模拟两个方面研究了过模返波管中的模式控制,设计了一个X波段输出功率接近10 GW、效率约50%的过模返波管器件。

English Abstract

廖旭, 李正红. 高功率过模返波管中模式控制研究[J]. 电子科技大学学报, 2012, 41(3): 401-404. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2012.03.015

引用本文:

廖旭, 李正红. 高功率过模返波管中模式控制研究[J]. 电子科技大学学报, 2012, 41(3): 401-404. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2012.03.015

LIAO Xu, LI Zheng-hong. Study on Mode Control in an Over-sized Backward Wave Oscillator[J]. Journal of University of Electronic Science and Technology of China, 2012, 41(3): 401-404. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2012.03.015

Citation:

LIAO Xu, LI Zheng-hong. Study on Mode Control in an Over-sized Backward Wave Oscillator[J]. Journal of University of Electronic Science and Technology of China, 2012, 41(3): 401-404. doi: 10.3969/j.issn.1001-0548.2012.03.015

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