W波段同轴波导回旋行波管放大器的稳定性研究

作者：刘高峰; 薛谦忠^*; 赵鼎; 张珊; 王雪薇; 王凯; 李晓菲; 赵国慧; 顾伟

来源：真空科学与技术学报, 2019, 39(02): 120-130.

DOI：10.13922/j.cnki.cjovst.2019.02.06

• 损耗材料
• 同轴圆波导
• 传播常数
• 回旋行波管

推导出了考虑损耗层厚度影响的有限电导率材料加载同轴波导中横电模传输常数的解析表达式。结合同轴波导回旋行波管的非线性理论对分布损耗涂层加载的W波段TE02模同轴波导回旋行波管的互作用系统进行了稳定性研究,分析了互作用系统中的不稳定问题。研究表明:互作用电路各区(线性、非线性区)长度的变化不但会导致互作用系统最危险竞争模式的变化,还会导致竞争模式的局部轴向模发生转移,合理选择互作用段的长度是稳定工作模式的重要条件;相比普通圆波导结构,采用同轴波导结构,稀释了工作模式附近的模式密度,并通过分布损耗加载,提高了竟争模式起振电流,相应地提高了工作模式的稳定性。基于稳定性分析结果,在电压60 kV、电流13 A、电子注速度零散为3%的情况下,W波段同轴波导回旋行波管放大器可获得峰值功率232 kW,-3 dB带宽2.5 GHz的放大性能。

• 出版日期2019
• 单位中国科学院大学; 中国科学院电子学研究所