X波段双频高功率返波振荡器的数值研究.pdfVIP

电信科学 年第 期 2009 6 研究与开发 X 波段双频高功率返波振荡器的数值研究 俞 宁，聂开俊 （淮安信息职业技术学院 淮安 223003 ） 摘要 提出了采用两段式同轴波纹慢波结构实现双频高功率微波输出的相对论返波振荡器， 推导了该结 构的TM0n 模式色散方程，数值求解了两段式同轴波纹慢波结构TM0n 模色散曲线，分析了该器件X 波段双频高功率微波输出的产生机理， 分析中考虑了电子注在慢波结构第二段工作效率不变和下 降时的双频工作点情况，并运用 维全电磁粒子模拟程序验证了双频微波信号的可靠性。 2.5 关键词 高功率微波；双频；X 波段；相对论返波振荡器 子模拟程序验证了双频微波信号的可靠性。 1 引言 2 双频相对论返波振荡器的色散方程 当前， 应用于高功率微波效应的微波器件只有一个主 频率，已有的实验结果表明，在现有条件下，单频高功率微 2.1 双频相对论返波振荡器的物理模型 波用于攻击敌方的电子系统所需的功率远远大于单只高功 本文所研究的双频相对论返波振荡器， 采用了如图 1 [1] 率微波源所能产生的功率，即破坏阈值很高 。 但是，如果用 所示的波纹内导体两段式慢波结构。 同轴波导外壁内径为 两个或多个频率相近的高功率微波波束产生拍频后用于攻 ，波纹内导体平均半径为 ，波纹幅度分别为 和 ， R R0 Hp1 Hp2 击电子系统，那么所需的功率密度将大大减小，即效应阈值 大大下降， 采用这种方式将有可能在现有的技术下使高功 [2] 率微波实用化 ，但是双频及多频高功率微波源器件的研究 目前是十分前沿的课题，处于刚起步阶段，在国内外极少有 [2～4] 报道 ，因而，用单个微波源器件产生稳定输出的双频甚至 多频高功率微波具有重要的实际应用价值和学术价值，是 高功率微波领域又一个新兴的研究方向， 在高功率微波武 器和新体制雷达等方面将有良好的应用前景。 为此，本文提出新型双频同轴相对论返波振荡器，采用 两段式同轴波纹慢波结构实现双频高功率微波输出， 理论 推导该结构的色散方程， 数值计算和分析该结构的色散特 性，探讨双频高功率微波产生机理，并运用2.5 维全电磁粒 图 两段式同轴波纹慢波结构示意 1 69 研究与开发