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高功率循环平面交叉场放大器的设计与开发
摘要 — 使用有限元频域代码 ANSYS HFSS 和粒子单元 (PIC) 代码 MAGIC 设计和模拟了循环平面正交场放大器 (RPCFA)。RPCFA 是一种高功率微波装置，改编自美国密歇根州安娜堡密歇根大学开发的循环平面磁控管。平面、曲折线和慢波结构的电磁 (EM) PIC 模拟显示，1.3 MW、3 GHz 信号可放大 13.5 dB 至约 29 MW。RPCFA 设计为由密歇根电子长束加速器-陶瓷绝缘体的脉冲功率驱动，该加速器目前配置为输出 −300 kV、1-10 kA 的脉冲，脉冲长度为 0.3-1 µ s。 RF 输入驱动信号将由 MG5193 磁控管提供，该磁控管可在 3 GHz 频率下提供高达 2.6 MW 的 5 µ s 脉冲。EM PIC 模拟还展示了设计的零驱动稳定性，并用于评估由于几个实验参数的变化而导致的性能变化。驱动频率的变化表明 RPCFA 的 3 dB 放大带宽预计为 300 MHz 或 10%。
循环流化床高功率放大实验...
摘要 — 循环平面正交场放大器 (RPCFA) 由密歇根大学设计、制造和测试。RPCFA 由多个射频源驱动，频率范围为 2.40 至 3.05 GHz，功率为 1 至 800 kW。脉冲电压由带陶瓷绝缘体的密歇根电子长束加速器 (MELBA-C) 输送到阴极，该加速器配置为提供 −300 kV、1-10 kA 的脉冲，脉冲长度为 0.3-1.0- μs。RPCFA 表现出零驱动稳定性和 15% 的带宽。在设计频率为 3 GHz、功率低于 150 kW 的情况下，微波信号的放大率观察到平均增益为 7.87 dB，变化性较高，σ = 2.74 dB。过滤该数据集以仅包含具有相同电压和电流分布的镜头，可获得 6.6 ± 1.6 dB 的增益。当注入的微波功率超过 150 kW 时，平均增益增加到 8.71 dB，变化性降低到 σ = 0.63 dB。峰值输出功率接近 6 MW，RF 击穿限制了设备的最大输出功率。