X波段双频高功率返波振荡器的数值研究

提出了采用两段式同轴波纹慢波结构实现双频高功率微波输出的相对论返波振荡器， 推导了该结构的TM0n模式色散方程，数值求解了两段式同轴波纹慢波结构TM0n模色散曲线，分析了该器件X波段双频高功率微波输出的产生机理， 分析中考虑了电子注在慢波结构第二段工作效率不变和下降时的双频工作点情况，并运用2.5 维全电磁粒子模拟程序验证了双频微波信号的可靠性。关键词高功率微波；双频；X 波段；相对论返波振荡器 当前， 应用于高功率微波效应的微波器件只有一个主频率，已有的实验结果表明，在现有条件下，单频高功率微波用于攻击敌方的电子系统所需的功率远远大于单只高功率微波源所能产生的功率，即破坏阈值很高[1]。但是，如果用两个或多个频率相近的高功率微波波束产生拍频后用于攻击电子系统，那么所需的功率密度将大大减小，即效应阈值大大下降， 采用这种方式将有可能在现有的技术下使高功率微波实用化[2]，但是双频及多频高功率微波源器件的研究目前是十分前沿的课题，处于刚起步阶段，在国内外极少有报道[2～4]，因而，用单个微波源器件产生稳定输出的双频甚至多频高功率微波具有重要的实际应用价值和学术价值，是高功率微波领域又一个新兴的研究方向， 在高功率微波武器和新体制雷达等方面将有良好的应用前景。