作者:袁家德; 蒙林; 鄢扬; 高荣; 胡庆膜片加载相对论返波振荡器慢波结构色散关系注波互作用
摘要:把同轴膜片作为相对论返波振荡器的慢波结构,从Maxwell方程组和Floquet定理出发,导出了电磁波在同轴膜片加载相对论返波振荡器中的色散关系。通过编程计算得出TM0n模式的色散曲线,数值分析了周期长度和导体半径对器件工作频率的影响,运用PIC程序模拟了返波振荡器中注波互作用过程。讨论了纵向聚焦磁场、电子注到慢波结构的距离、槽深和槽宽对输出功率和效率的影响。研究表明:增加器件的周期长度,可以减小器件的截止频率和同一模式下的工作频率;调节内导体半径的大小,几乎不影响器件的工作频率。周期长度取11mm,槽深取2mm,槽宽取3.6mm,漂移长度取7.5mm的结构,在520kV电压、8kA电流和0.7T的轴向聚焦磁场条件下,器件能输出2.8GW的峰值功率,功率效率约33.2%。该慢波结构加工方便,具有广阔的应用前景。
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