一种束流调控的高效率低磁场相对论返波管制造技术

本发明专利技术涉及一种束流调控的高效率低磁场相对论返波管，包括环形阴极、返波管管体、输出波导及磁场线圈；返波管管体的内壁从前至后依次设有预调制段、束流调控结构、慢波结构和提取腔；束流调控结构为沿返波管管体内壁周向设置的环形突起，位于预调制段后侧，慢波结构第一个腔体的前侧，用于吸收原本将处于加速相位的电子，调控返波管管体内的轴向电流。本发明专利技术增加的束流调控结构在固定间隔时间通过吸收部分电子调控轴向电流，使得较大比例预计在慢波结构中处于加速相位的电子被束流调控结构所吸收，大幅促进束流在射频场中的调制和群聚，使得能量提取效率显著提高。使得能量提取效率显著提高。使得能量提取效率显著提高。

【技术实现步骤摘要】
一种束流调控的高效率低磁场相对论返波管


[0001]本专利技术属于高功率微波
，特别是涉及一种束流调控的高效率低磁场相对论返波管。

技术介绍

[0002]相对论返波管是当前最有潜力的高功率微波器件之一，其具有输出微波功率和转换效率高、稳定可靠、适合重复频率脉冲工作等特点，是国内外HPM器件研究的重点。针对高功率微波产生装置轻量小型化的迫切需求，目前国内外正在大力开展低磁场(即外加磁场低于回旋共振磁场)相对论返波管研究。
[0003]肖仁珍等人于2020年专利技术了一种低磁场双模工作相对论返波管，其基本构型如附图1所示(Renzhen Xiao,Yanchao Shi,Huida Wang,Guangshuai Zhang,Youyou Gui,Zhimin Song,Xianchen Bai,Yuchuan Zhang,and Jun Sun,Phys.Plasmas 27,043102(2020).)。环形阴极01，环形相对论电子束02，双预调制腔03，双段非均匀慢波结构04，提取腔05，输出波导06及磁场线圈07。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种束流调控的高效率低磁场相对论返波管，包括环形阴极(1)、返波管管体、输出波导(7)及磁场线圈(8)；所述环形阴极(1)位于返波管管体前侧，用于在高压脉冲作用下向返波管管体内发射环形相对论电子束(2)；所述返波管管体的内壁从前至后依次设有预调制段(3)、慢波结构(5)和提取腔(6)；所述预调制段(3)上设有预调制腔，用于对环形相对论电子束(2)进行预调制；所述慢波结构(5)用于降低电磁波或空间谐波相速度，使之能够与电子束实现同步并发生相互作用；所述提取腔(6)用于引入集中的强轴向电场；所述输出波导(7)位于提取腔(6)后侧，用于传输微波至发射系统；所述磁场线圈(8)安装在环形阴极(1)、返波管管体及输出波导(7)的外围，用于为所述环形相对论电子束(2)提供导引磁场；其特征在于：还包括束流调控结构(4)；所述束流调控结构(4)为沿返波管管体内壁周向设置的环形突起，位于预调制段(3)后侧，慢波结构(5)第一个腔体的前侧；所述束流调控结构(4)用于吸收原本将处于加速相位的电子，调控返波管管体内的轴向电流。2.根据权利要求1所述的束流调控的高效率低磁场相对论返波管，其特征在于：所述束流调控结构(4)的内径r
a
需满足条件r3＞r2＞r
a
＞r1，其中r1为预调制段(3)中环形相对论电子束(2)的最小半径，r2...

【专利技术属性】
技术研发人员：苗天泽，肖仁珍，邵浩，史彦超，张余川，陈坤，孙钧，陈昌华，
申请(专利权)人：西北核技术研究所，
类型：发明
国别省市：