基于嵌套结构的锁频锁相大功率微波振荡器仿真

作者：

李佳文，给星军，党方超，张鹏，邓如金，胡晓东，李志敏

摘要

通过提高慢波结构的过模比，提高了大功率微波发生器件的功率容量。嵌套结构允许使用过模器件的空心或内导体结构，而嵌套结构器件的低阻抗使其非常适合低阻抗脉冲电源。该文提出一种基于嵌套结构的锁频锁相大功率微波振荡器。与传统的锁相和锁频方法相比，提出了一种基于耦合波导的锁相方法，实现锁频锁相的方法。外RKO和内RKO产生的微波通过耦合波导泄漏到另一个RKO中，对电子束进行预调，以锁定相位和频率。此外，在振荡器的工作频率上设计了双向功率合路器，实现内外大功率微波的结合。功率合路器可以弥补两种输出方式之间的相位差，将功率组合效率提高到98.3%。当二极管电压为575 kV，磁场为0.6 T时，内外RKO的输出功率分别为2.2 GW和3.2GW，频差波动小于20MHz，相位差稳定在10°附近;加载设计的功率合路器，得到功率为5.31GW、效率为32.2%的高功率微波。结果表明，当嵌套器件处于锁定状态时，振荡器饱和时间缩短，输出功率增加;

关键词： 高功率微波，锁频相位，嵌套结构，相对论速调管振荡器，功率组合