平面线形排列多注分布作用速调管关键技术的研究

平面线形排列多注分布作用速调管是一种新型微波毫米波器件，它集合了带状注、传统多注和分布作用速调管的优点，如低电压、大电流、高效率、宽频带、结构紧凑、传输简单等。在毫米波段可以获得十千瓦级功率输出，未来可以应用到国防武器装备和民用微波电子系统，应用潜力非常巨大。开展本项目的研究创新性强且意义重大。.主要研究内容：开展平面线形排列多注多间隙哑铃腔、梯形腔场的理论和等效电路理论研究；平面线形排列多注多间隙哑铃形、梯形高频系统的耦合机制、振荡抑制机理和宽频带特性研究；平面线形排列多注多间隙耦合腔冷测方法、频率调谐机制与机理的研究；平面线形排列多电子注与多间隙谐振腔之间非线性注波互作用理论的研究；W波段平面排列多注多间隙高频系统的加工、测试；平面线形排列多电子注产生和成形的仿真研究；高压缩比电子枪、高稳定度和高通过率电子束的研究；平面线形排列多注束管的关键工艺技术研究和测试。

背景：平面线形排列多注分布作用速调管是一种新型微波毫米波器件，它集合了带状注、传统多注和分布作用速调管的优点，如低电压、大电流、高效率、宽频带、结构紧凑、传输简单等。在毫米波段可以获得十千瓦级功率输出，未来可以应用到国防武器装备和民用微波电子系统，应用潜力非常巨大。开展本项目的研究创新性强且意义重大。.主要研究内容：开展平面线形排列多注多间隙哑铃腔、梯形腔场的理论和等效电路理论研究；平面线形排列多注多间隙哑铃形、梯形高频系统的耦合机制、振荡抑制机理和宽频带特性研究；平面线形排列多注多间隙耦合腔冷测方法、频率调谐机制与机理的研究；平面线形排列多电子注与多间隙谐振腔之间非线性注波互作用理论的研究；W波段平面排列多注多间隙高频系统的加工、测试；平面线形排列多电子注产生和成形的仿真研究；高压缩比电子枪、高稳定度和高通过率电子束的研究；平面线形排列多注束管的关键工艺技术研究和测试。.重要结果：完成了W波段平面多注电子枪和周期反转永磁聚焦系统的模拟仿真设计和电子注互作用的理论研究，获取了电子光学系统的仿真模型；基于场理论，建立了梯形多间隙谐振腔的理论模型——分析了梯形结构三间隙、四间隙和五间隙谐振腔模式谱，并分析了多间隙腔的色散特性，为谐振腔的设计提供了一种快速设计方法；完成了完成了带状注和平面多注高频结构的对比性研究，指出平面多注相对于带状注在注波互作用和调谐方面更具有优势；设计了采用低电压的平面多注分布作用速调管，频率94.48GHz，输出功率11.28kW，增益55.7dB，效率>14.8%，并进行稳定性的理论分析；完成了调谐结构的机理和工艺试制研究，并试制出分别采用纯金膜片和锰白铜膜片的调谐结构实物模型；研制了超细探针，攻克了W波段速调管中间腔冷测技术；理论上修正了Q值计算的理论模型，获取了输入输出腔频率及Qe的方法；加工了平面多注分布作用速调管腔体结构，并完成了作为输出腔和中间腔的冷测。.关键数据及科学意义：本项目研究中获取的调谐技术、中间腔及输入输出腔冷测技术、模拟仿真技术等可以应用到W波段乃至更高频段速调管的研制中，具有重要的应用意义。