双频相对论返波振荡器的数值模拟 - 强激光与粒子束.PDFVIP

第 卷第 期 强 激 光 与 粒 子 束 ， ２１ １ Ｖｏｌ．２１ Ｎｏ．１ 　 　 年 月 ， ２００９ １ ＨＩＧＨ ＰＯＷＥＲＬＡＳＥＲＡＮＤＰＡＲＴＩＣＬＥＢＥＡＭＳ Ｊａｎ． ２００９ 　 　 文章编号： （ ） １００１４３２２２００９０１０１０３０５ 　 双频相对论返波振荡器的数值模拟 宋刚永， 蒙 林， 于新华， 杨 皎 　 　 　 　 　 （电子科技大学 物理电子学院，成都 ６１００５４） 摘 要： 提出了 波段双频两段式同轴相对论返波振荡器的物理模型，推导了该结构在冷腔时的 Ｘ ＴＭ 　　 　 　 ０狀 模式色散方程，数值求解了两段式同轴波纹慢波结构 ＴＭ０１模色散曲线；用粒子模拟软件对其结构和电磁参数 进行分析研究，优化得到的结构参数为第一、二段分别为 个和 个周期数，周期长度分别为 和 １０ ４ ０．５０ｃｍ ０．７３ ，波纹幅值分别为 和 ，平均半径为 ，同轴间隙为 。结果表明：在环形相对论电 ｃｍ ０．１３ｃｍ ０．２１ｃｍ ２．９ｃｍ ２．１ｃｍ 子注电压为 、电流为 ，引导磁场为 的条件下，器件得到了 波段稳定的高功率双频微波输 ５１０ｋＶ ９．４ｋＡ ０．７Ｔ Ｘ 出，其平均功率约为 ０．７５ＧＷ，平均功率效率为 １５．６％。 关键词： 高功率微波； 双频； 波段； 相对论返波振荡器； 数值模拟 Ｘ 　　 　 　 　 　 　 中图分类号： ＴＮ１２８ 文献标志码： Ａ 　　 　 　　　　 　 双频高功率微波源的研究是十分前沿的课题，国外仅有的报道是俄罗斯科学院应用物理研究所的Ｎ．Ｓ． 　　 Ｇｉｎｚｂｕｒ等人于２００３年对单频相对论返波振荡器的高频结构进行变形，采用 ＫＡＲＡＴ软件进行粒子模拟得 ｇ ［］ １ 到功率只有 ，效率约为 ，频率分别为 和 的双频微波输出 ，但是，双频之间的频 １ＭＷ １０％ ８．８ＧＨｚ １０．３ＧＨｚ 差 ，相差很大。