同轴相对论速调管周期永磁聚焦系统的初步研究

摘要

为了探索相对论速调管放大器(RKA)的小型化技术,开展了同轴 RKA周期永磁聚焦的物理与设计技术研究.周期永磁聚焦系统采用 Halbach阵列结构,产生的磁场类型为周期性会切磁场.首先给出该系统的磁场各个分量的表达式,分析该系统磁场分布的特点,并推导得出该系统聚焦强流环形电子束的稳定条件.根据该稳定条件,对Ka波段同轴 RKA设计了一个周期永磁聚焦系统,并优化了周期磁场参数,确定了磁场系统设计的最佳周期和幅值.研究结果显示,周期永磁(PPM)聚焦系统在周期长度 1 8 mm 和磁场幅值0.33 T的条件下可引导 500 kV、6 kA的同轴 RKA,得到 1 GW的微波输出功率,物理分析确定了周期永磁聚焦系统应用于高功率同轴 RKA的技术可能性.