《同軸相對論返波振盪器跨波段調頻機理和實現方法研究》是依託中國人民解放軍國防科技大學，由葛行軍擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：同軸相對論返波振盪器跨波段調頻機理和實現方法研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：葛行軍
- 依託單位：中國人民解放軍國防科技大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
頻率可調諧是高功率微波源的重要發展方向之一。機械調頻是對高功率微波源進行頻率調諧的主要手段之一，在相對論返波振盪器上得到了較為廣泛的套用，但存在調諧頻寬窄、調諧方式複雜等不足。本項目提出了一種新型跨波段調頻同軸相對論返波振盪器的設計思想，主要特色：（1）跨波段調頻，通過改變內導體長度實現模式選擇與控制，使器件分別工作在同軸慢波結構的基模（準TEM 模）和空心慢波結構的基模（TM01 模）狀態，實現頻率在不同波段之間轉換；（2）波段內頻率可調，在不同波段內頻率均具有一定的調節頻寬；（3）調節方式簡單，只改變內導體長度。本項目旨在研究跨波段調頻技術涉及的物理和技術問題，研製出一台跨L、S波段線上機械調頻的同軸相對論返波振盪器，實現兩個波段GW級高功率微波輸出。掌握跨波段調頻同軸相對論返波振盪器的設計方法，並向其它波段拓展。本項目在效應研究、電子對抗等領域具有重要的套用價值。
結題摘要
頻率可調諧是高功率微波源的重要發展方向之一。機械調頻是對高功率微波源進行頻率調諧的主要手段之一，在相對論返波振盪器上得到了較為廣泛的套用，但存在調諧頻寬窄、調諧方式複雜等不足。本項目提出了一種新型跨波段調頻同軸相對論返波振盪器的設計思想，主要特色：（1）跨波段調頻，通過改變內導體長度實現模式選擇與控制，使器件分別工作在同軸慢波結構的基模（準TEM 模）和空心慢波結構的基模（TM01 模）狀態，實現頻率在不同波段之間轉換；（2）波段內頻率可調，在不同波段內頻率均具有一定的調節頻寬；（3）調節方式簡單，只改變內導體長度。理論研究中，通過研究了同軸慢波器件的色散特性、模式選擇等問題，提出了僅調節內導體長度實現跨波段調頻的工作機理。粒子模擬中，通過抑制模式競爭、提高束-波作用效率，僅改變內導體長度，在L、S波段均獲得束-波作用效率大於30%的仿真結果，對應波段內的頻率調節頻寬分別為8.5%和2%。實驗研究中，研製出一台跨L、S 波段線上機械調頻的同軸相對論返波振盪器，僅改變內導體長度，在L波段獲得了功率2GW、脈寬為43ns、束-波作用效率31.4%的高功率微波輸出；在S波段獲得了功率1.95GW、脈寬為42ns、束-波作用效率30.6%的高功率微波輸出。將該設計思想向高頻段拓展，仿真實現了跨X、Ku波段調頻、功率大於2GW的高功率微波輸出。本項目在效應研究、電子對抗等領域具有重要的套用價值。
