·高功率微波技术·S波段低磁场紧凑型相对论磁控管设计*张伟1,2，徐莎1，秦奋1，雷禄容1，王冬1，张勇1，鞠炳全1，崔越1,2（1.中国工程物理研究院应用电子学研究所高功率微波技术重点实验室，四川绵阳621900；2.中国工程物理研究院研究生院，四川绵阳621999）摘要：针对高功率微波器件的低磁场小型化发展需求，设计了工作在S波段的低磁场紧凑型相对论磁控管，建立了三维仿真模型。设计衍射输出结构，输出模式为TE11模。在圆波导中TE11模具有最小的截止半径，因此选取TE11模输出比高阶模输出具有更小的波导半径。分析了磁控管的输出性能随磁场、输出波导半径和倾斜角的变化规律。在磁场0.34T、电压352kV条件下，模拟仿真结果显示磁控管输出功率达到567MW，功率转换效率为62.5%，在频率为2.37GHz时波导半径仅为77.5mm。关键词：磁控管；S波段；轴向衍射输出；TE11模式；粒子模拟中图分类号：TN125文献标志码：Adoi:10.11884/HPLPB202335.230058DesignofacompactS-bandrelativisticmagnetronoperatingatlowmagneticfieldZhangWei1,2，XuSha1，QinFen1，LeiLurong1，WangDong1，ZhangYong1，JuBingquan1，CuiYue1,2（1.KeyLaboratoryonHighPowerMicrowaveTechnology,InstituteofAppliedElectronics,CAEP,Mianyang621900,China;2.GraduateSchoolofChinaAcademyofEngineeringPhysics,Mianyang621999,China）Abstract：Forcompacthigh-powermicrowavedevicesoperatingatlowmagneticfield,acompactS-bandrelativisticmagnetronoperatingatlowmagneticfieldwasdesignedandsimulatedwiththree-dimensionalparticle-in-cellcodes.ThistuberadiatesTE11modeincircularwaveguidewithdiffractionoutputstructure.AsthecutoffradiusofTE11modeisthesmallestincircularwaveguide,comparedwithhighermodes,theradiusoftheoutputwaveguidecouldbereducedobviously.Theoutputperformanceasafunctionofmagneticfield,radiusofwaveguideandanglewasstudied.Typicalsimulationresultsshowthatmicrowavepowerof567MWwasgeneratedat2.37GHzwhenthevoltageandmagneticfieldwere352kVand0.34T,thepowerconversionefficiencywas62.5%,andtheradiusofwaveguidewasonly77.5mm.Keywords：magnetron,S-band,axialdiffractionoutput,TE11mode,PICsimulation随着对高功率微波器件的不断深入研究，具有结构紧凑、可便携、高功率、高可靠和高效率等特点的微波器件越来越受到重视。在所...
