强激光与粒子束

作者：郑琼, 毕亮杰, 沈大贵, 李海龙, 秦雨, 王彬, 蒙林, 殷勇,

关键词：磁控管, 锁相, 模式竞争, 功率合成, 真空电子学,

磁控管高效互耦锁相为基于电真空振荡器的高效率、高功率阵列提供了一种有效的技术方案。互耦结构的引入使得互耦磁控管整体上建立了新的谐振模式序列，其中满足互耦磁控管高效锁相的模式为期望的锁相模式。然而，锁相模式易受到模式序列中邻近模式的干扰，导致工作不稳定。提出一种等效电路与本征模分析相结合调控模式分布的方法，通过调控模式频率分隔，使锁相模式单模工作；同时建立磁控管工作模式与互耦结构耦合场匹配的谐振条件，实现磁控管的高效互耦锁相。为了验证该方法的有效性，设计了基于S波段MW级磁控管高效互耦模型，对锁相模式工作特性进行了粒子模拟，模拟结果表明互耦模型可以稳定工作在高效锁相模式：0相位差模式和π相位差模式，锁定频率约为2.545 GHz，接近磁控管单管自由振荡频率。每只磁控管的输出功率接近单管自由运行时的输出功率，电子效率与单管几乎相同，互耦锁相效率达到了99%，实现了高效锁相。

来源：2024年第8期

《强激光与粒子束》期刊编辑部

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