ka波段绕射辐射振荡器的辐射功率测量

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1、第35卷第5期电子科技大学学报Vol.35No.52006年10月JournalofUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaOct.2006·物理电子学·Ka波段绕射辐射振荡器的辐射功率测量兰峰，高喜，史宗君，杨梓强，梁正(成都电子科技大学物理电子学院成都610054)【摘要】给出了Ka波段相对论绕射辐射振荡器(RDG)的辐射功率测量方法和实验结果。器件采用带反射器两段式过模慢波结构，由于器件的过模结构特点，实验选择用空间积分方法测试辐射功率。在准确标

2、定测量系统的基础上进行了热测实验，得到了辐射模式图和辐射总功率。测试结果表明：微波辐射功率超过300MW，信号脉宽大于10ns，辐射频率介于34～38GHz之间，辐射模式为TM0n模。关键词绕射辐射振荡器;辐射场测量;辐射模式;方向图中图分类号O413；TL56文献标识码AMeasurementofRadiationPowerforKa-BandRelativisticDiffractionGeneratorLANFeng，GAOXi，SHIZong-jun，YANGZi-qiang，LIANGZheng(S

3、choolofPhysicalElectronics,Univ.ofElectron.Sci.&Tech.ofChinaChengdu610054)AbstractThispaperpresentsthemethodandresultsofmeasurementofradiationpowerforKa-bandrelativisticdiffractiongenerator.TheRDGdevicehastwosectionslowwavestructure.Forthecharacterofcomplet

4、eovermodedSWS,thespatialintegralmethodoftheradiationpowermeasurementiscarriedout.Theradiationmodeimageandtotalpowerareobtainedbyhottest,whichisbasedonpreciselycalibratingofthemeasurementsystem.Themeasurementresultsshowthattheradiationpowerexceeds300MWwithaf

5、requencyof34~38GHzandapulsewidthexceeds10ns,andtheraditionmodeisTM0nmode.Keywordsrelativisticdiffractiongenerator;radiationfieldmeasurement;radiationmode;radiationpattern多波契仑柯夫器件和相对论绕射辐射振荡器是目前功率最高的高功率微波(HighPowerMicrowave，HPM)器件，这些器件的特点是采用过模结构和两段式慢波结构。文献[1]

6、报道了绕射辐射振荡器(RelativisticDiffractionGenerator，RDG)的实验结果：在波长为５mm时获得了功率为1GW、脉宽为0.7μs的电磁辐射。在国内，文献[2]报道了多波契伦可夫器件在X波段获得了峰值功率为100MW的电磁辐射。近年来本文进行了Ka波段两段式慢波结构相对论绕射辐射振荡器的研究工作，经过理论研究和PIC模拟，设计了一套结构参数如下的器件：高频系统波导直径D=39.6mm，D/λ≈5，慢波结构周期L=3mm，盘荷膜片厚度a=2mm，膜片间隙b=1mm，膜片高度h=1.

7、8mm，前段慢波结构15个周期，后段6个周期，漂移段长度c=4mm，电子注输入端反射器半径r=14mm，长度l=40mm。该器件为采用相对论强流电子注驱动的单次短脉冲HPM器件，因此普通微波管中采用功率计直接测量功率的方法不适合。通常高功率微波功率测量采用如下方法：在真[3-4][5]空系统中采用探针或定向耦合器；通过测试辐射天线到接收天线之间的空间衰减来确定功率；测试辐[6]射场的空间功率密度分布，通过空间积分的方法确定功率。本文采用空间积分方法对该器件辐射功率进行准确测量，并给出了系统标定、模式分析、频率

8、测量、天线有效截面确定的具体方法。1功率测量系统标定要准确测量辐射场功率，需要测定辐射模式、频率、信号脉宽、接收天线有效面积等，测量系统组成收稿日期：2006−05−17基金项目：国家“863”计划资助项目；国家自然科学基金资助项目(60571020)作者简介：兰峰(1977−)，男，在职博士生，主要从事高功率微波方面的研究.778电子科技大学学报第35卷如图1所示，各部分分别是：1阴极；2同轴反射