双间隙输出腔速调管的注波互作用程序分析

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1、·研究与设计·双间隙输出腔速调管的注波互作用程序分析都培伟，杨中海，梁源(电子科技大学物理电子学院，四川成都610054)AnalysisofBeam—WaveInteractionProgramofKlystronwithDouble。GapOutputCavityDUPei—wei，YANGZhong—hai，LIANGYuan(SchoolofPhysicalElectronics，UniversityofElectronicScienceandTechnologyofChina，Chengdu610054

2、，China)Abstract：Todaymostoftheresearchesonklystronwithdouble—gapoutputcavitywereuseoftheex-istingsimulationsoftware，italwaysneedslongtime．Inordertostudythebeam—waveinteractionprocessofklystronespeciallyinthedouble—gapoutputcavity，wepresentasingleperiod，onedim

3、ensionaltimein—tegralmodeltodevelopmentarapidanalyzingprocedures．Usingtheprocedurewecalculatedtheelectron—ic—clustergraphics，itshowsthatthecalculatedresultsandtheMGAICresultsareingoodagreement．Be—causethisprocedureneedsashorttimetooperation，theinfluenceofthep

4、arametersofthebeam—wavein—teractioncanbeanalyzedrapidly．Keywords：Klystron；Beam—waveinteraction；Double—gapoutputcavity摘要：双间隙耦合腔作为展宽频带、提高效率、提高峰值功率和平均功率的有效手段已广泛用于多注速调管和大功率速调管中]，但是目前对速调管双间隙输出腔的理论研究多为利用现有的模拟软件来进行仿真计算，所需时间很长，为了研究大功率速调管特别是在双间隙输出段中的注波互作用过程，作者利用一维单周期时

5、间积分模型开发了一个快速分析程序。利用这一模型计算的电子群聚图形结果与MAGIC模拟所得结果很接近。由于本文所编写程序的耗时很短，因此可以对影响注波互作用的参量进行快速分析。关键词：速调管；注波互作用；双间隙输出腔中图分类号：TN122文献标识码：A文章编号：1002-8935(2008)06—0023一O4大功率速调管在微波电子管中占有重要的地本文将介绍开发计算程序所依据的原理，以及位，它具有极大的输出功率、高增益、长寿命、高稳定使用该程序对某S波段高峰值功率速调管的分析结性等特点，因此在各方面获得了广泛的应用

6、。在设果，这包括电子的相位轨迹、电子速度随时间的变计大功率宽带速调管的过程中，输出腔的设计十分化、输出腔入口和出口位置处电子的群聚状态、电子重要，实际上，输出腔的特性在很大程度上影响了整注运动电流随时间的变化趋势等，并将所得的电子管的性能]，因此为了提高速调管的整体性能，发展群聚图形结果与MAGIC模拟所得结果进行了比了双间隙输出腔。美国斯坦福粒子加速中心较，从比较结果看两者很接近。(SLAC)曾经利用双间隙输出腔速调管获得了1501物理模型Mw的输出功率r3]，但是目前对速调管双间隙输出在处理电子注运动的物理过

7、程中本文采用的是腔的理论研究多为利用现有的模拟软件来进行仿真实心电子注，并将其分为32个电子层，且仅考虑一计算，所需时间很长，为了研究速调管特别是在双间个高频周期内电子圆盘的运动，忽略相邻高频周期隙输出段的注波互作用过程，作者利用一维单周期的影响，同时假设电子圆盘满足以下条件_4]：时间积分模型开发了一个快速分析程序。2008-06——————————————．．．．．(i)仅考虑电子的纵向运动，忽略电子的横向运Fsc[J2M,IV+ml动。1Vfl+D。(5)／。(2)圆盘在运动过程中不变形，并假设聚焦磁场si

8、n(2ar—A+A)无限大，同时假设圆盘是透明的，它容许其他圆盘通式中，为时问积分步长，为积分步数，A为间过。隙阻抗的幅角，A为高频电流的幅角。电子注在速调管中的运动过程主要分为两个部1．2对于双间隙输出腔的处理分即：电子注通过谐振腔时激起高频场，并受到高频输出间隙上建立起来的高频电压是由调制电子场的调制；电子注在漂移空问中运动。在漂移空间注通过间隙时产生的感应电流和间隙