具有三阶模态简并的行波管的新放大机制
应用物理
2018-02-14 v2 等离子体物理
摘要
对慢波结构（SWSs）的本征模色散进行工程设计以获得期望的模态特性，是提升高功率行波管（TWT）放大器或振荡器性能的有效途径。我们在此首次研究了基于SWSs的TWT中的一种新同步机制，其工作于色散中三阶简并条件附近。这种特殊的三本征模同步与静止拐点（SIP）相关，表现为SWS中三个Floquet-Bloch本征模的合并。我们展示了以耦合传输线（CTLs）建模的具有SIP的“冷”（无电子束）周期SWSs的特殊特征，并研究了有限长度SWSs的谐振。我们还表明，通过调节周期SWS的参数，可以实现具有近理想平坦色散关系（零群速度）的SIP，或具有非常小（正或负）群速度的略微倾斜的SIP，从而导致不同的工作模式。当SIP结构与电子束同步时，相较于传统类Pierce TWT，放大的潜在益处包括（i）增益增强，（ii）增益带宽积改善，和（iii）更高功率效率。所提出的理论为在高功率微波放大器中改善增益、功率效率和增益带宽积的新方法铺平了道路。
引用
@article{arxiv.1708.07869,
title = {A New Amplification Regime for Traveling Wave Tubes with Third Order Modal Degeneracy},
author = {Farshad Yazdi and Mohamed A. K. Othman and Mehdi Veysi and Alexander Figotin and Filippo Capolino},
journal= {arXiv preprint arXiv:1708.07869},
year = {2018}
}
备注
15 pages, 11 figures