X波段无导引磁场Cerenkov型振荡器的仿真研究

摘要

利用2.5维粒子模拟软件Karat对一种无导引磁场X波段Cerenkov型高功率微波振荡器开展了仿真研究,利用冷腔色散曲线模型与Superfish电磁场分布模拟软件选择了工作点,设计了基本模型.在基本模型的基础上进行仿真优化,通过采用内外约束阴极环提高电子束质量,采用锥变型收集极优化器件Q值、增加模转效率、纯化输出微波模式,优化非均匀锥形慢波结构增强束波作用,最终使器件效率从17％优化到30％,输出功率达到1.8GW,输出微波模式为TEM模,频率9.1GHz,对应二极管工作电压620kV、电流9.4kA.