X波段相对论大功率速调管放大器的高频结构模拟研究

摘要

采用MAGIC 2.5D模拟软件,建立了X波段11.424 GHz相对论大功率速调管放大器的高频结构模型.该模型由5个简单药盒型谐振腔组成,包括1个输入腔、3个中间腔和1个输出腔.研究了该模型的高频特性,初步设计漂移管及各谐振腔结构参数,再结合热腔模拟,研究了输入腔的吸收匹配问题,依据各腔体对基波电流逐级调制情况,优化配合各腔体的间隙等结构参数,从而获得电子束的最佳调制状态,最后通过调节外加均匀磁场大小获得百MW功率输出,结果表明:在加速电压520 kV、束电流460 A、外加磁场0.4T的条件下,当注入信号功率为1 kW时,基波电流调制深度达162％,最终输出功率105 MW,效率43.5％,增益50dB.