作者单位
摘要
国防科技大学 前沿交叉学科学院,高功率微波技术研究所,长沙 410073
为实现模块化相对论速调管放大器功率、频率和相位的在线测量,对紧凑型高定向性高带宽的定向耦合器进行了仿真和实验研究。利用小孔耦合理论和相位叠加原理进行理论分析,设计了一种双孔紧凑型定向耦合器,在此基础上采用主、副波导正交连接,耦合孔沿轴向和角向二维分布的方法,进一步缩短了耦合器的长度。通过电磁仿真对耦合器各参数进行优化,模拟结果表明:当中心频率为10 GHz时,普通双孔定向耦合器对TM01模式的耦合度为−60.68 dB,在250 MHz的带宽内定向性大于20 dB,此时耦合区长度为3.49 cm。改进型定向耦合器对TM01模式的耦合度为−58.1 dB,在300 MHz的带宽内定向性大于20 dB,此时耦合区长度仅为1.8 cm(约0.6λ)。耦合器的冷腔实验测量结果与仿真结果符合较好。
高功率微波 相对论速调管放大器 定向耦合器 X波段 high power microwave triaxial klystron amplifier directional coupler X-band 
强激光与粒子束
2023, 35(5): 053004
作者单位
摘要
国防科技大学 前沿交叉学科学院,长沙 410073
为进一步提高X波段相对论速调管放大器的输出功率,采用理论分析与粒子模拟的方法对双群聚腔级联式相对论速调管放大器进行了研究。分析了提高注入腔对注入微波吸收效率的方法,分析了群聚腔调制能力与腔体模式、Q值等参数的关系,分析了输出腔提取效率与Q值的关系。在三维粒子仿真中,设计了模式反射器抑制TEM模式泄露与杂模振荡,得到了功率超过2.5 GW,频谱纯净,频率锁定为8.40 GHz,输出输入微波相位差稳定,抖动不超过2°的高功率微波输出。
高功率微波 三轴相对论速调管放大器 注入腔 级联式群聚腔 提取腔 high power microwave triaxial klystron amplifier input cavity buncher output cavity 
强激光与粒子束
2020, 32(10): 103001
作者单位
摘要
国防科技大学 前沿交叉学科学院,长沙 410073
高频段相对论速调管放大器(RKA)是近年来高功率微波领域的研究热点之一,其发展主要受限于模式竞争、相位抖动和效率偏低等问题。设计了一种径向线RKA,主要由输入腔、两组非均匀双间隙群聚腔和三间隙提取腔等四部分构成。通过比较单双间隙群聚腔与电子束互作用的耦合系数,说明了非均匀双间隙群聚腔具备对电子束较强的调制能力。前端加载TEM模式反射器的非均匀双间隙群聚腔的工作在TM01-π模式,Q值较大,有利于谐振腔之间的能量隔离。采用两组非均匀双间隙群聚腔级联的方式,在注入功率仅10 kW情况下,实现短漂移管长度下电子束深度群聚达110%。粒子模拟结果表明,该器件具有效率高的优点,在电子束电压400 kV,电流5 kA,磁场强度0.4 T条件下,得到功率825 MW,频率14.25 GHz,效率41%的微波输出。
高功率微波 Ku波段 径向线相对论速调管放大器 粒子模拟 high power microwave Ku-band radial-line relativistic klystron amplifier particle-in-cell simulation 
强激光与粒子束
2020, 32(10): 103006
Author Affiliations
Abstract
1 College of Advanced Interdisciplinary Studies, National University of Defense Technology, Changsha 410073, People's Republic of China
2 State Key Laboratory of Pulsed Power Laser Technology, National University of Defense Technology, Changsha 410073, People's Republic of China
This paper provides a review of the compact intense electron-beam accelerators (IEBAs) based on liquid pulse forming lines (PFLs) that have been developed at the National University of Defense Technology (NUDT) in China. The history and roadmap of the compact IEBAs used to drive high-power microwave (HPM) devices at NUDT are reviewed. The properties of both de-ionized water and glycerin as energy storage media are presented. Research into the breakdown properties of liquid dielectrics and the desire to maximize energy storage have resulted in the invention of several coaxial PFLs with different electromagnetic structures, which are detailed in this paper. These high energy density liquid PFLs have been used to increase the performance of IEBA subsystems, based on which the SPARK (Single Pulse Accelerator with spark gaps) and HEART (High Energy-density Accelerator with Repetitive Transformer) series of IEBAs were constructed. This paper also discusses how these compact IEBAs have been used to drive typical HPM devices and concludes by summarizing the associated achievements and the conclusions that can be drawn from the results.
High-power microwave (HPM) Intense electron-beam accelerator (IEBA) Pulsed power technology (PPT) Pulse forming line (PFL) Fluid of high energy density De-ionized water Glycerin 
Matter and Radiation at Extremes
2018, 3(6): 278
作者单位
摘要
国防科学技术大学 光电科学与工程学院, 长沙 410073
提出了一种多层螺线管线圈电感的精确计算方法,其思想是叠加螺线管单层线圈的自感和不同线圈层之间的互感。建立了用于计算单层线圈自感的显示表达理论模型,给出了两层线圈之间互感的数值计算方法。使用提出的精确算法,计算出一个实验中使用的螺线管线圈的电感为4.30 mH,与实验测量的电感值4.33 mH的偏差小于1%。
三层螺线管 自感 互感 磁场 高功率微波 three-section solenoid self-inductance mutual inductance magnetic field high power microwave 
强激光与粒子束
2016, 28(2): 023001
作者单位
摘要
国防科学技术大学 光电科学与工程学院,长沙 410073
提出了一种向内发射磁绝缘振荡器,并给出了微波轴向提取的方法。这种新型结构通过外置阴极、内置阳极,使参与束波作用的轮辐电流通过阳极回流提供了自磁绝缘的角向磁场,有提高器件效率的可能。而外置阴极使阴极的发射面积增大,发射电流密度减小,有利于延长阴极寿命。通过粒子模拟,得到了几何参数与磁绝缘线振荡器输出功率的关系。在电压890 kV,电流56.1 kA下,输出功率为3.6 GW,频率为8.2 GHz。
高功率微波 磁绝缘振荡器 向内发射 粒子模拟 high power microwave magnetically insulated line oscillator inward emitting particle-in-cell simulation 
强激光与粒子束
2010, 22(4): 861
作者单位
摘要
国防科技大学光电科学与工程学院, 长沙 410073
对兰切斯特方程进行推广后,得到了考虑兵力增援和自然损耗、多兵种混合作战、基于系统动力学描述的3个新的兰切斯特方程。在给定实际作战参数的条件下,将基于系统动力学描述的战争模型和其他两个推广兰切斯特方程所得的战争模型相结合,得到了更符合实际战争的模型结果。
兰切斯特方程 战争模型 作战应用 Lanchster Equation warfare modeling combat applications 
电光与控制
2009, 16(10): 22

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