强激光与粒子束

作者：左靖凡, 李士锋, 吴洋, 黄华, 孙利民, 宋法伦,

关键词：高功率微波, 相对论返波管振荡器, 过模, 谐振腔反射器, 模式选择,

提出了一种X波段过模低磁场高效率相对论返波管振荡器（RBWO），其主要结构包括一个双谐振腔反射器、一个周期性慢波结构和一个插入式同轴内导体模式选择器。该RBWO采用了过模结构，较大的过模比带来了更高的功率容量。慢波结构分为空心与同轴两部分，插入同轴避免了高阶模式的竞争，使两段慢波结构分别工作在TM02和同轴TM01模式下。同时，插入同轴还起着模式转换的功能，将TM02转化为TM01，最终在输出波导中输出纯TM01模式。双谐振腔反射器使慢波结构在过模条件下与二极管区域能够实现良好隔离，同时为电子束提供足够的预调制，实现在低磁场下较高的微波转化效率。利用粒子模拟仿真对器件进行优化设计，在二极管电压850 kV、束流11.74 kA、引导磁场0.63 T的条件下，获得了3.5 GW的微波输出功率，微波中心频率为9.46 GHz，转换效率约为35%。

来源：2024年第3期

《强激光与粒子束》期刊编辑部

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