C波段高效率同轴渡越时间振荡器的仿真研究

来源：系统工程与电子技术杂志2024年第7期北京时间：

作者：朱丹妮, 孟进, 邓秉方, 王海涛, 崔言程, 袁玉章

单位：1. 海军工程大学军用电气科学与技术研究所, 湖北 武汉 430033；2. 湖北东湖实验室, 湖北 武汉 430033

摘要：C波段高功率微波产生器件在通信、雷达等领域具有重要的应用前景，工业部门对其紧凑化和轻量化的需求越来越迫切。本文采用理论分析和2.5维粒子模拟方法，设计了一个基于三腔调制双腔提取结构的C波段高效率同轴渡越时间振荡器(coaxial transit-time oscillator, CTTO)，有利于实现低频段高功率微波器件的轻小型化。在调制腔前设计合适的反射腔可以有效预防横电磁波模式(transverse electromagnetic mode, TEM)反向传输到阴极区域，同时能预调制电子束，有效提升器件转化效率。经模拟优化后的典型结果表明：当二极管电压458 kV、电流9.6 kA及外加导引磁场1.05 T时，在中心频率6.37 GHz处获得了功率1.83 GW、转化效率41.6%的微波输出。

关键词：同轴渡越时间振荡器,C波段,高效率,粒子模拟

基金资助：湖北省面上基金(2022CFB526);国家自然科学基金青年基金(61201582)