一种220 GHz分布作用速调管的高频系统模拟 被引量：2

1

作者 王自成 曲兆伟 +3 位作者 尚新文 曹林林 唐伯俊 肖刘 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期30-37,共8页

对一种基于双排矩形波导慢波结构(SDRWS)结构的3腔EIK进行了详细计算机模拟计算,通过对基于SDRWS结构的EIK用输入输出腔的 S 11 的模拟计算及对分布作用速调管用中间腔的本征频率的模拟计算,初步确定了EIK用输入输出腔及中间腔的结构参... 对一种基于双排矩形波导慢波结构(SDRWS)结构的3腔EIK进行了详细计算机模拟计算,通过对基于SDRWS结构的EIK用输入输出腔的 S 11 的模拟计算及对分布作用速调管用中间腔的本征频率的模拟计算,初步确定了EIK用输入输出腔及中间腔的结构参数,进而对EIK进行了 PIC 互作用模拟计算,结果表明:该EIK的3 dB工作频带为219.5~220.5 GHz,3 dB带宽为1 GHz,最大功率为456 W,最大增益为40.06 dB。在此基础上,通过调整中间腔的波导头宽度以进行参差调谐,用PIC互作用模型模拟计算研究了中间腔谐振频率对EIK整体性能的影响。结果表明,EIK的3 dB工作频带主要由输入输出腔的通频带决定,而中间腔的谐振频率也具有重要影响。当中间腔的谐振频率分别处于输入输出腔的通频带的低频端或高频端时,可以使EIK的3 dB工作频带向低频端或高频端得到一定程度展宽;当中间腔的谐振频率高于输入输出腔的通频带的高频端时,EIK的增益在其3 dB工作频带内较为平坦,EIK的输出信号在其3 dB工作频带内比较稳定,频谱的纯净程度较好。参差调谐的最终结果表明,当中间腔的波导头宽度为0.747 mm时,EIK获得了接近最优的性能,3 dB工作频带为219.5~220.0 GHz,3 dB带宽扩展到1.2 GHz,最大功率为630 W,相应的最大电子效率为11.3%,最大增益为47 dB。 展开更多

关键词 分布作用速调管 参差调谐 双排矩形波导慢波结构 宽频带 PIC模拟

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W波段分布作用速调管的研制 被引量：2

2

作者 韦莹 杨继涛 +3 位作者 周军 李冬凤 欧阳佳佳 窦钺 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第10期44-48,共5页

简要介绍了一种W波段分布作用速调管的设计思路、设计方案和模拟结果,并给出了该管的测试结果。该管采用大压缩比圆柱电子枪和永磁聚焦系统,阴极电压17 kV,阴极电流0.78 A;高频系统由5间隙和11间隙(输出腔)的分布作用腔组成,采用长短槽... 简要介绍了一种W波段分布作用速调管的设计思路、设计方案和模拟结果,并给出了该管的测试结果。该管采用大压缩比圆柱电子枪和永磁聚焦系统,阴极电压17 kV,阴极电流0.78 A;高频系统由5间隙和11间隙(输出腔)的分布作用腔组成,采用长短槽梯形结构。样管实现了脉冲输出功率大于2 kW、带宽500 MHz、增益40 dB、工作比5%等指标。 展开更多

关键词 微波功率器件 分布作用速调管 W波段 电子光学系统

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Ka波段分布作用速调管技术 被引量：5

3

作者 盛兴 韦莹 +3 位作者 孙福江 王瑞海 冯海平 胡晓斌 《真空电子技术》 2012年第2期19-24,共6页

本文主要介绍了一种Ka波段分布作用多注速调管的设计思路及其相关技术的研究成果;内容主要包括分布作用技术和多电子注技术在Ka波段速调管的应用;采用CAD技术对毫米波速调管设计的模拟研究,以及毫米波速调管制造技术的研究。文中将模拟... 本文主要介绍了一种Ka波段分布作用多注速调管的设计思路及其相关技术的研究成果;内容主要包括分布作用技术和多电子注技术在Ka波段速调管的应用;采用CAD技术对毫米波速调管设计的模拟研究,以及毫米波速调管制造技术的研究。文中将模拟计算和实验测试结果进行了对比验证,并提出了改进的方向。 展开更多

关键词 毫米波 分布作用速调管 多电子注

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分布作用速调管大信号计算模型的研究 被引量：1

4

作者 黄传禄 丁耀根 +1 位作者 王勇 谢兴娟 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第3期739-743,共5页

该文建立了分布作用速调管(EIK)注波互作用模拟的大信号计算模型。该模型基于1维电子圆盘模型,考虑了电子圆盘间的空间电荷力。在电子与高频场互作用计算中采用双间隙耦合腔等效电路方法,并在间隙阻抗矩阵的计算中考虑了耦合腔中每个间... 该文建立了分布作用速调管(EIK)注波互作用模拟的大信号计算模型。该模型基于1维电子圆盘模型,考虑了电子圆盘间的空间电荷力。在电子与高频场互作用计算中采用双间隙耦合腔等效电路方法,并在间隙阻抗矩阵的计算中考虑了耦合腔中每个间隙电子电导的影响。依据该模型编写了计算程序,并与MAGIC3D仿真结果进行了比较验证,结果相符合。该计算模型可以扩展到三间隙乃至更多间隙谐振腔的分布作用速调管注波互作用的大信号计算模拟中。 展开更多

关键词 分布作用速调管 注波互作用 1维大信号模型 电子电导

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W波段分布作用速调管电子光学系统的研究

5

作者 王树忠 阮存军 +3 位作者 杨修东 赵鼎 张长青 董玉和 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第8期819-823,共5页

本文设计了W波段分布作用速调管高压缩比电子枪和均匀场永磁聚焦系统;分析了电子枪区瓷封边对枪区磁场以及电子注直流通过率的影响;分析了不同聚焦磁场下的电子枪区磁场,并进行了测试分析,获得和模拟相一致的结果;给出了电子枪区铁磁性... 本文设计了W波段分布作用速调管高压缩比电子枪和均匀场永磁聚焦系统;分析了电子枪区瓷封边对枪区磁场以及电子注直流通过率的影响;分析了不同聚焦磁场下的电子枪区磁场,并进行了测试分析,获得和模拟相一致的结果;给出了电子枪区铁磁性材料的两种工程上的可行性解决方案,增大磁屏开孔方案和部分瓷封边替换方案,其中采用瓷封边部分替换方案可以获得高的电子枪面压缩比. 展开更多

关键词 W波段 高压缩比 电子光学 分布作用速调管

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带状注分布作用速调管多间隙谐振腔高频特性

6

作者 阮存军 戴军 +2 位作者 陈姝媛 李仁杰 占敏 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期1777-1784,共8页

带状注分布作用速调管(SBEIK)的典型特征是平面多间隙谐振腔及其分布式注波互作用系统.对应用于W波段微型化SBEIK的一种强耦合式五间隙分布作用谐振腔进行了研究,并结合传统的弱耦合式谐振腔与输出腔对其高频特性进行了深入分析,结果表... 带状注分布作用速调管(SBEIK)的典型特征是平面多间隙谐振腔及其分布式注波互作用系统.对应用于W波段微型化SBEIK的一种强耦合式五间隙分布作用谐振腔进行了研究,并结合传统的弱耦合式谐振腔与输出腔对其高频特性进行了深入分析,结果表明强耦合式腔体具备谐振模式隔离、各间隙高频场(RF)的耦合及其能量输出的良好技术优势.此外,对五间隙谐振腔周期结构引入的轴向简并模式竞争问题进行了研究,得到其工作模式与竞争模式之间的频率间隔在600 MHz以上,完全可以满足SBEIK整体方案设计中100 MHz带宽的要求.最后,利用三维粒子模拟(PIC)软件对优化后的强耦合式五间隙输出腔注波互作用性能进行了初步的模拟仿真,验证了其在相应工作模式上具备了高功率产生与输出的技术特征.本研究工作对毫米波和太赫兹频段高功率SBEIK的物理设计与工程研究具有重要的价值. 展开更多

关键词 W波段 带状电子注 强耦合式 五间隙谐振腔 分布作用速调管(EIK)

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Ka波段分布作用速调管发射机实验系统 被引量：3

7

作者 范青 甘成才 +1 位作者 孟欢 于龙 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期31-36,共6页

介绍一个Ka波段分布作用速调管(EIK)发射机的实验系统,使用的核心器件是一只国产分布作用速调管样管,中心频率为35.01GHz,脉冲输出功率为10kW,最大工作比0.5%。该实验系统是为Ka/W波段双频毫米波测云仪发射机关键器件国产化进行的预研... 介绍一个Ka波段分布作用速调管(EIK)发射机的实验系统,使用的核心器件是一只国产分布作用速调管样管,中心频率为35.01GHz,脉冲输出功率为10kW,最大工作比0.5%。该实验系统是为Ka/W波段双频毫米波测云仪发射机关键器件国产化进行的预研。实验系统一方面要对EIK样管的性能进行全面测试,对EIK样管在应用中可能存在的问题进行分析;另一方面优化发射机电路,满足EIK样管最佳工作要求。实验结果表明,国产Ka波段分布作用速调管技术取得了长足的进步,Ka波段大功率EIK发射机将进入实用阶段。 展开更多

关键词 实验系统 分布作用速调管 阴极脉冲调制器

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W波段分布作用速调管的设计和实验研究 被引量：1

8

作者 曾造金 胡林林 +2 位作者 马乔生 蒋艺 陈洪斌 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期89-100,共12页

基于运动学理论、感应电流定理和电荷守恒定律,分析了分布作用谐振腔的渡越时间效应,推导了各个谐振腔工作于π模的电子注与微波之间的能量转换系数、电子负载电导和电子负载电纳,计算结果显示采用分布作用谐振腔有利于提高速调管的工... 基于运动学理论、感应电流定理和电荷守恒定律,分析了分布作用谐振腔的渡越时间效应,推导了各个谐振腔工作于π模的电子注与微波之间的能量转换系数、电子负载电导和电子负载电纳,计算结果显示采用分布作用谐振腔有利于提高速调管的工作效率.利用三维电磁仿真软件,设计了一款工作于W波段的分布作用速调管.完成了速调管的加工和封接,搭建了测试平台,开展了相关实验研究.实验结果显示,当电子注电压20.8 kV,电流0.3 A,输入功率30 mW时,在中心频率95.37 GHz处,得到了175 W峰值脉冲输出功率,电子效率2.8%,增益34.6 dB, 3 dB带宽大于90 MHz. 展开更多

关键词 W波段 分布作用速调管 渡越时间效应 电子负载

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Ka波段分布作用速调管互作用系统的研究

9

作者 张海鱼 赵鼎 罗积润 《微波学报》 CSCD 北大核心 2015年第S2期107-110,共4页

基于分布互作用速调管工作原理及注-波同步与耦合理论,结合耦合系数与电子电导计算,确定选择2π模为Ka波段分布互作用速调管的工作模式。由冷腔计算得到互作用电路的结构参数与电路参数,通过CST粒子工作室对整个互作用电路进行了PIC模... 基于分布互作用速调管工作原理及注-波同步与耦合理论,结合耦合系数与电子电导计算,确定选择2π模为Ka波段分布互作用速调管的工作模式。由冷腔计算得到互作用电路的结构参数与电路参数,通过CST粒子工作室对整个互作用电路进行了PIC模拟计算。结果表明,在工作频率为35GHz,注电压为14k V,注电流为1A,输入功率为1.25W时,获得3.75k W的功率输出,增益达到34.77d B,效率为26.79%。 展开更多

关键词 KA波段 分布作用速调管 注-波同步耦合 互作用电路 PIC模拟

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Ka波段分布作用速调管降压收集极设计 被引量：2

10

作者 王柳亚 丁海兵 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期37-45,共9页

为满足无线传能系统对高效率大功率毫米波功率源的迫切需求,开展大功率连续波速调管高效率技术研究,采用降压收集极技术实现速调管在效率上的有效提升。主要介绍了某Ka波段大功率连续波分布作用速调管(EIK)降压收集极的设计方案,包括注... 为满足无线传能系统对高效率大功率毫米波功率源的迫切需求,开展大功率连续波速调管高效率技术研究,采用降压收集极技术实现速调管在效率上的有效提升。主要介绍了某Ka波段大功率连续波分布作用速调管(EIK)降压收集极的设计方案,包括注-波互作用后废电子能量分布及行为特性的研究,收集极初始条件、结构及电极电压的设计,给出了单级降压收集极和两级降压收集极的设计和计算结果。三维粒子模拟(PIC)计算结果表明,该Ka波段连续波EIK采用单级降压收集极时回收效率为41.0%,采用两级降压收集极时回收效率为68.8%,EIK总管效率相比于未采用降压收集极技术时的27.5%上升至54.8%,表明通过降压收集极技术可有效提升毫米波大功率速调管工作效率。 展开更多

关键词 分布作用速调管 降压收集极 KA波段 效率 三维仿真

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G波段分布作用速调管用新型周期永磁聚焦系统 被引量：1

11

作者 王自成 王元坤 曲兆伟 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期47-52,共6页

提出了一种新型周期永磁(PPM)聚焦系统,其中,每半个周期的这种PPM聚焦系统由1件极靴和5块永磁体共同组成,第1、第3、第5块永磁体与第2、第4块永磁体的极化方向相反,且任何相距半个周期的2块永磁体均具有相反的极化方向。采用MTSS2018对... 提出了一种新型周期永磁(PPM)聚焦系统,其中,每半个周期的这种PPM聚焦系统由1件极靴和5块永磁体共同组成,第1、第3、第5块永磁体与第2、第4块永磁体的极化方向相反,且任何相距半个周期的2块永磁体均具有相反的极化方向。采用MTSS2018对这种新型PPM聚焦系统的磁场进行了计算,结果表明新型PPM聚焦系统的轴线上磁感应强度Bz具有显著的第3次和第5次空间谐波,在过0点后能够更快上升到峰值,整体构型十分接近具有理想矩形分布的PPM系统。采用MTSS2018对G波段分布作用速调管(EIK)所需的电子枪进行了模拟计算,并采用上面计算的Bz对该电子注进行聚焦,获得了电子注电压为22 kV,电子注电流为215 mA的电子注,电子注最大半径为0.08 mm,满足G波段EIK的应用要求。计算中的峰值磁感应强度仅为1.2√2BB,说明新型PPM聚焦系统与传统PPM聚焦系统相比,可以在较低的峰值磁感应强度的条件下实现电子注的有效聚焦。 展开更多

关键词 分布作用速调管 电子注 电子注通道 周期永磁 周期永磁聚焦系统

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Ka波段分布作用速调管多间隙谐振腔研究

12

作者 赖威豪 丁海兵 +2 位作者 陆登峰 吉忠浩 肖韧 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2021年第10期88-94,共7页

谐振腔作为速调管的高频互作用电路,其特性对速调管的功率、效率、增益和带宽等性能具有决定性影响。主要介绍了某Ka波段分布作用速调管谐振腔的设计过程:基于多间隙谐振腔理论,利用电磁仿真软件CST详细分析了谐振腔不同结构尺寸对特性... 谐振腔作为速调管的高频互作用电路,其特性对速调管的功率、效率、增益和带宽等性能具有决定性影响。主要介绍了某Ka波段分布作用速调管谐振腔的设计过程:基于多间隙谐振腔理论,利用电磁仿真软件CST详细分析了谐振腔不同结构尺寸对特性参数,如品质因子、特性阻抗、耦合系数、有效特性阻抗的影响,优化得到谐振频率为35 GHz的五间隙谐振腔的物理结构模型,并给出互作用仿真结果,为Ka波段分布作用速调管设计及其高频注波互作用的计算提供重要的参考和依据。 展开更多

关键词 KA波段 分布作用速调管 多间隙谐振腔 特性参数

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毫米波/太赫兹扩展互作用速调管放大器的应用及研究进展 被引量：8

13

作者 胡林林 曾造金 +3 位作者 陈洪斌 马国武 雷文强 孟凡宝 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期211-219,共9页

作者对毫米波与太赫兹频段的扩展互作用速调管放大器的应用需求和发展现状进行了详细的调研,介绍了该器件在空间探测、主动拒止、生物医学等研究领域的应用,说明了该器件在毫米波及太赫兹技术研究中的科学价值和良好的应用前景;同时,作... 作者对毫米波与太赫兹频段的扩展互作用速调管放大器的应用需求和发展现状进行了详细的调研,介绍了该器件在空间探测、主动拒止、生物医学等研究领域的应用,说明了该器件在毫米波及太赫兹技术研究中的科学价值和良好的应用前景;同时,作者对该器件的发展趋势、主要技术难点和遇到的挑战进行了分析. 展开更多

关键词 扩展互作用速调管 分布作用速调管 太赫兹

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W波段平面线形排列多注分布作用管谐振腔的研究

14

作者 韦雪真 王树忠 +1 位作者 阮存军 王勇 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第8期808-811,共4页

通过三维仿真软件CST-MSW建立了平面线形排列的多注分布作用速调管五间隙谐振腔的物理模型,获得了结构参数对腔体的场形、特性阻抗等相关冷参数的影响。在工作模式频率相同的情况下,对平面线形排列的多注分布作用速调管五间隙腔体和带... 通过三维仿真软件CST-MSW建立了平面线形排列的多注分布作用速调管五间隙谐振腔的物理模型,获得了结构参数对腔体的场形、特性阻抗等相关冷参数的影响。在工作模式频率相同的情况下,对平面线形排列的多注分布作用速调管五间隙腔体和带状注速调管传统的哑铃型五间隙腔体参数进行了对比分析。研究表明,平面线形排列的多注分布作用速调管谐振腔具有结构稳定、有效互作用阻抗高等优点。同时还发现在一定频带范围内这种平面线形排列的多注分布作用速调管谐振腔具有较少的非工作模式,这对实际工程制管具有重要指导意义。 展开更多

关键词 W波段 平面线形排列 多注 分布作用速调管 高频参数

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大功率速调管的技术现状和研究进展 被引量：15

15

作者 丁耀根 刘濮鲲 +1 位作者 张兆传 王勇 《真空电子技术》 2010年第6期1-8,11,共9页

本文介绍了大功率速调管的技术现状、发展动态和应用情况,介绍了我国在该领域开展的主要研究工作和取得的主要研究进展,并对速调管技术的发展进行了展望。

关键词 大功率速调管 多注速调管 宽带速调管 分布作用速调管 带状注速调管 加速器 雷达 通信 广播

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大功率速调管的技术现状和最新进展 被引量：18

16

作者 丁耀根 《真空电子技术》 2020年第1期1-25,共25页

大功率速调管是一种基于速度调制原理将电子注能量转换成微波能量的微波真空电子器件,它具有高功率、高效率、高增益和高稳定性等优点,是微波真空电子器件中脉冲功率和平均功率最高的器件。速调管自20世纪30年代发明以来,在粒子加速器... 大功率速调管是一种基于速度调制原理将电子注能量转换成微波能量的微波真空电子器件,它具有高功率、高效率、高增益和高稳定性等优点,是微波真空电子器件中脉冲功率和平均功率最高的器件。速调管自20世纪30年代发明以来,在粒子加速器、雷达和通信等微波电子系统,以及真空电子技术进步的推动下,已发展成功多种类型大功率速调管,其频率覆盖整个微波,并扩展到毫米波和太赫兹波段,最大脉冲功率达200MW,最大平均(连续波)功率达MW级。近年来,在高能粒子加速器、宽带雷达系统、毫米波和太赫兹波电子系统的推动下,大功率速调管取得了令人瞩目的进步,本文比较系统地介绍了大功率速调管的技术现状和在提高功率、提高效率、提高工作频率、展宽带宽等方面取得的最新进展。 展开更多

关键词 多注速调管 分布作用速调管 带状注速调管 群聚中心振荡法 群聚-校正-收集法 群聚中心稳定法 绝热群聚速调管

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W波段大功率发射机的设计与研究 被引量：4

17

作者 张建华 王旭明 +4 位作者 高仲辉 黄兴玉 苏涛 汪军 徐玉存 《雷达科学与技术》 2014年第5期551-556,共6页

毫米波雷达对云、雾、降水的形成与发展等微物理过程的探测具有明显的优势,是认识气象物理过程的重要手段。介绍了用于云雨探测雷达的W波段大功率发射机的设计方法与过程,该发射机采用分布作用速调管(EIK)作为末级放大器,介绍了EIK的工... 毫米波雷达对云、雾、降水的形成与发展等微物理过程的探测具有明显的优势,是认识气象物理过程的重要手段。介绍了用于云雨探测雷达的W波段大功率发射机的设计方法与过程,该发射机采用分布作用速调管(EIK)作为末级放大器,介绍了EIK的工作原理、特点及应用要求,重点对发射机的聚焦极脉冲调制器、高压电源的工程实现进行了分析,高压电源采用电容钳位移相逆变器,具有快速响应及良好的稳压性能,对控制电路的实现及其功能进行了介绍,最终给出了W波段发射机的样机研制及测试结果。 展开更多

关键词 毫米波雷达 W波段大功率发射机 分布作用速调管(EIK) 聚焦极脉冲调制器 高压电源

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Ka/W波段双频毫米波测云仪发射系统 被引量：1

18

作者 范青 甘成才 +1 位作者 孟欢 于龙 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2020年第2期75-79,共5页

文中介绍了Ka/W双频毫米波测云仪的发射系统。该试验样机是由一台Ka波段发射机和一台W波段发射机组成。文中详细描述了选用的发射管和配套的电源调制模块的设计,最后给出了发射系统的测试数据,主要包括功率、带宽、频谱等。

关键词 双频毫米波 分布作用速调管 电源调制模块

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X波段多间隙耦合输出腔的研究

19

作者 姜振宁 张长青 +1 位作者 罗积润 杨晨 《微波学报》 CSCD 北大核心 2017年第S1期199-202,共4页

基于分布作用速调管的工作原理和三维仿真模拟研究了双间隙及三间隙耦合输出腔的工作特性。以X波段为例,分别设计并确定了重叠模工作的双间隙输出腔和三间隙输出腔的结构参数,模拟计算了其群时延特性及场型。通过优化,在输出功率达1MW... 基于分布作用速调管的工作原理和三维仿真模拟研究了双间隙及三间隙耦合输出腔的工作特性。以X波段为例,分别设计并确定了重叠模工作的双间隙输出腔和三间隙输出腔的结构参数,模拟计算了其群时延特性及场型。通过优化,在输出功率达1MW的情况下,三间隙重叠模输出电路可以达到10%的瞬时带宽。 展开更多

关键词 X波段 分布作用速调管 多间隙耦合输出腔 模式重叠 群时延时间

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