多注双间隙耦合腔电子电导计算与模拟

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1、第31卷第5期电子与信息学报Vl01．31NO．52009年5月JournalofElectronics&InformationTechnologyMay2009多注双间隙耦合腔电子电导计算与模拟全亚民①②丁耀根①王树忠①高冬平①②(中国科学院电子学研究所中国科学院高功率微波源与技术重点实验室北京1001901(中国科学院研究生院北京100039)摘要：该文基于空间电荷波理论模型，推导出多注双间隙耦合腔电子电导的单模理论和多模理论计算公式。比较结果显示对于双间隙耦合腔，单模理论计算结果足够准确。由粒子模拟结果与计算结果的一致证明了

2、计算结果的正确性。最后使用粒子模拟研究了电压调制系数和聚焦磁场对电子电导的影响。结果显示当电压调制系数小于0．1并且聚焦磁场大于1．5倍布里渊磁场时，小信号理论计算的电子电导是准确的。关键词：多注速调管；双间隙耦合腔；电子电导中图分类号：TN122文献标识码：A文章编号：1009—5896(2009)05—1214—04CalculationandSimulationoftheElectronicConductanceinDoubleGapCouplingMBKCavityQuanYa-min~DingYaD—gen①WangSh

3、u-zhong①GaoDong—ping~(KeyLaboratoryofPowerMicrowaveSourcesandTechologies，InstituteofElectronics，ChineseAcademyofSciences，Beijing100190，China)(GraduateUniversityoftheChineseAcademySciences，Beng100039，China)Abstract：Basedonthesingle-modeandmulti—modespacechargewavetheor

4、y，theanalyticalexpressionsfortheelectronicconductanceinadoublegapcouplingMBKcavityarederived．Theanalyticaltheoriesshowthatthesingle-modetheoryissuficientlyaccurateforcommoncouplingdoublegapcavity．Inaddition，theresultsofanalyticaltheoryareshowntoagreewellwithparticle-i

5、n—cellsimulations．MoreovertheeffectsofthemodulationcoeficientandaxialmagneticfieldontheelectronicconductanceareresearchedbyPICsimulation．Theresultsshowthattheelectronicconductancecalculatedbysmallsignaltheoryisaccuratewhenthemodulationcoeficientislessthan0．1andthemagn

6、eticfieldexceeds1．5timesoftheBrillouinfield．Keywords：Multi—beamklystron；Doublegapcouplingcavity；Electronicconductance1引言谐振腔间隙边缘为平板场并且所有高频场都没有角向变化的情况下利用谐振腔间隙边缘导纳匹配的方法把Wessel的电子电导是速调管设计与模拟中的重要参数，相关的计算模型被广泛研究[1-6]。随着功率微波器件向高功率和宽频工作推广到无栅间隙的情况，但是Richard的模型只能用来计算单间隙谐振腔中基模的电

7、子电导。带方向发展，双间隙耦合腔被广泛应用于多注速调管的输出段[7-91，因此需要更加准确的双间隙耦合腔中电子电导的计目前虽然对单间隙的电子电导研究较多，而对于双间隙耦合腔中电子电导的计算和模拟则需要进一步研究。本文基算模型和模拟方法。由于双间隙输出回路中两个谐振腔之间于空间电荷波理论，推导了计算多注双间隙耦合腔中电子电有耦合，因此该电路的稳定性是保证速调管稳定工作的重要导的单模和多模理论计算公式并使用粒子模拟进行了验证，前提并得到人们的关注【10,11】。准确计算相应模式的电子电导为研究双间隙耦合腔高次模式稳定性提供了理论依据。

8、最后是判断模式稳定性的有效方法。本文还对电压调制系数和外加磁场对电子电导的影响进行计算谐振腔间隙电子电导的模型主要有Branch[的运了模拟研究，给出了计算双间隙谐振腔中高次模式电子电导动学理论近似模型和Wessel[12J的空间电荷波理论模型。运