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摘要
为了实现高功率微波发生器的小型化,开展了S波段低磁场相对论返波振荡器工作特性的研究工作。由于S波段返波振荡器频率低,对应的电子回旋共振磁场强度也很低,因此低磁场条件下面临着电子束传输效率低和束波互作用效率低两大问题。为解决上述问题,采取下列措施:通过加大电子束与器件内壁的距离,提高电子束传输效率;采用较深的慢波结构作为提取腔,实现高束波互作用阻抗;提取腔前采用浅深度慢波结构,使提取腔区域的电子速度与微波相速同步。粒子模拟证明,以上措施有效,在引导磁场强度仅为0.17T、电子束电压435kV、电流6.5kA的条件下,该返波管获得功率为670MW、效率约为25%的输出微波。相对于常规S波段相对论返波振荡器的磁场系统(B=0.8T),适用于该返波管的0.17T低强度磁场系统螺线管外半径下降了20%,能耗下降了约93.8%。
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