高功率柔软型同轴高压馈线性能测试

为了更好地满足高功率微波电源技术及高功率脉冲技术的研究需要,研制了高功率柔软型同轴高压馈线。根据馈线的实际应用情况,分别在低压、高压、时域和频域条件下,测试了高压馈线在不同电压和气压下的脉冲功率衰减和脉冲峰值功率传输特性。并对测试结果进行了分析、比较。结果显示,脉冲信号功率衰减和脉冲传输考核均达到了高功率微波驱动电源的使用条件,满足电源系统的需求。     

SG－1FEL放大器实验中的频率和功率测量

介绍了曙光一号自由电子激光（ＳＧ－１ＦＥＬ）放大器实验中对输出微波功率高达１４０ＭＷ的信号的频率和功率的测量。分析了ｘ射线和微波器件（定向耦合器、衰减器）的窄脉冲响应对测试结果的影响。     

SG－1FEL放大器实验中的频率和功率测量

介绍了曙光一号自由电子激光（ＳＧ－１ＦＥＬ）放大器实验中对输出微波功率高达１４０ＭＷ的信号的频率和功率的测量。分析了ｘ射线和微波器件（定向耦合器、衰减器）的窄脉冲响应对测试结果的影响。     

圆波导定向耦合器在高功率微波测量中的应用

介绍了大功率容量定向耦合器的设计、标定、测试与应用情况。以X波段圆波导定向耦合器为例,在9.2~10.2 GHz的频带范围内,基于小孔耦合理论优化设计的结构,其耦合度可以稳定在(55±2)dB以内,隔离度大于80 dB。在此基础上,设计加工了X波段圆波导定向耦合器并进行了标定测试,测试与仿真结果吻合较好,高功率微波实验证实了其具有较高功率容量,能够满足实验需求。该类圆波导定向耦合器已广泛应用于实验室高功率微波源的在线测量装置中。     

X波段高功率微波选模定向耦合器

高功率、长脉冲是高功率微波技术发展的趋势,提高微波器件的功率容量成为一项重要的任务,使用过模器件可以有效提高微波源的功率容量,然而却会带来微波源中同时存在多种模式的问题。为了识别一个X波段长脉冲过模高功率微波源的输出主模TM01模式,设计了一种在线选模定向耦合器,进行了理论分析和模拟优化设计。当频率范围为9.2~9.6 GHz时,模拟结果显示该选模耦合器对TM01模的耦合度为-54 dB,在400 MHz带宽内定向性大于35 dB,对TM02模的抑制度大于15 dB,功率容量可达到3 GW以上。     

DPIS-RFQ系统的高频参数测试及功率锻炼

中国科学院近代物理研究所于2007年开始进行等离子体直接注入项目的预研。详细介绍了RFQ系统的高频参数测试的方法及结果,并针对高脉冲功率的测试提出通过标定定向耦合器来测试脉冲功率的方法。介绍了系统锻炼的情况,包括针对功率源末级和腔内电极的打火问题提出了理论的分析和改善的方法。高频参数的测试和载束实验证实整套系统满足加速器的设计要求。     

新型高性能光控高温超导微波可变衰减器研制

 提出了一种用于高温超导系统的新型星载光控高温超导微波可变衰减器，详细介绍了设计过程，并针对测试结果进行了分析。该衰减器的实质是利用液氮温区高温超导薄膜极低的微波表面电阻和卓越的激光响应特性，实现优良的衰减功能。在器件结构的设计上引入过渡材料和透明有机材料以保证器件良好的接地性能以及激光光束的对准。主要结论如下：光控高温超导微波可变衰减器在液氮温区工作，电路尺寸为12 mm×8 mm×0.5 mm，可单独使用也可集成于高温超导系统中，可大幅减小系统的体积与质量；高温超导衰减器的插损小于0.2 dB，比常规衰减器低1个量级；高温超导衰减器的可变衰减步进值小于0.01 dB，比常规衰减器低1～2个量级。根据激光功率大小对衰减器插损变化特性的影响，该衰减器也可以实现步进式调谐。     

S-Band 3dB定向耦合器的优化设计及应用

3dB定向耦合器在组成微波器件中有着广泛的应用,在我们的实验室中最常用到的带有3dB定向耦合器的微波器件是移相器、衰减器和能量倍增器等,dB定向耦合器的性能参数对上述器件的性能起着决定性的作用.在对原有S-band 3dB定向耦合器模拟研究的基础上,通过对不同组数据的分析比较,提出了此结构的优化设计方案.重新设计后的3dB定向耦合器不仅简化了加工工艺,而且驻波比、不平衡度、隔离度都达到了更好的效果.将新设计的定向耦合器应用到移相器中,通过对新老移相器的模拟和测试结果的比较可以看到移相器的各项指标均比原来有所提高,而这也是以往移相器所无法达到的新指标.对新加工的移相器试验件的测试数据表明,实验测试和模拟计算的一致性很好.     

S-Band 3dB定向耦合器的优化设计及应用

3dB定向耦合器在组成微波器件中有着广泛的应用, 在我们的实验室中最常用到的带有3dB向耦合器的微波器件是移相器、衰减器和能量倍增器等, 3dB定向耦合器的性能参数对上述器件的性能起着决定性的作用. 在对原有S-band 3dB定向耦合器模拟研究的基础上, 通过对不同组数据的分析比较, 提出了此结构的优化设计方案. 重新设计后的3dB定向耦合器不仅简化了加工工艺, 而且驻波比、不平衡度、隔离度都达到了更好的效果. 将新设计的定向耦合器应用到移相器中, 通过对新老移相器的模拟和测试结果的比较可以看到移相器的各项指标均比原来有所提高, 而这也是以往移相器所无法达到的新指标. 对新加工的移相器试验件的测试数据表明, 实验测试和模拟计算的一致性很好.     

直线加速器Kanthal合金高功率同轴负载设计及功率分布

 为满足辐照直线加速器的小型化需求,提出利用同轴负载代替波导式负载结构的方案,其关键技术是利用涂敷在加速腔内壁的微波吸收材料直接吸收剩余微波功率。针对面吸收型负载材料Kanthal(Fe-Cr-Al)合金,采用2π/3模式6腔2周期谐振腔结构,运用CST仿真进行S波段同轴负载设计。对涂层涂敷位置及面积对负载腔工作频率和品质因子的影响进行了详细的仿真分析,并得到了满足2 856 MHz工作频率的腔体尺寸补偿值;设计了一种6腔2周期同轴负载,单路衰减可达-18.63 dB。吸波涂层及腔体铜壁表面功率损耗密度的计算结果表明,腔体周向功率损耗呈均匀分布,阑片表面呈抛物线型分布。     

Development of a high-power and ultra-high-vacuum waveguide coupler working at C/X band

Waveguide directional couplers working at 5.712/11.9924 GHz are developed. Even holes symmetrical to the structure are drilled along the central line of the narrow-wall of the waveguide, which are used to couple the electromagnetic power from the main-waveguide to the sub-waveguide. The final prototypes have achieved satisfactory performances of high-power, ultra-high-vacuum and high-directivity. The microwave measurement results are also qualified.     

HL-2A 装置低杂波系统高功率速调管调试

建立了低杂波系统调试平台,在此平台上对4 只TH2103A 型高功率速调管及传输线主要部件进行了短脉冲调试,对每只速调管运行参数进行了优化和标定。在50kV/20A 的束电流条件下,速调管工作脉冲脉宽为30ms,4 只速调管输出功率分别为449kW、417kW、460kW 和450kW。测试数据和调试结果为下一步在HL-2A 装置上建设低杂波系统、开展物理实验等提供了重要的参考数据。     

HL-2A װ�õ��Ӳ�ϵͳ�߹����ٵ��ܵ���

A test platform for the TH2103A klystrons and the high power microwave components is developed. The RF driver, four port circulator, RF load and high power cathode power supply are installed on the test bed. A short pulse test is carried out on the test bed. The parameters of the 4 klystrons are optimized by scanning the currents in the 3 focusing coils and the high power microwave transmission components are conditioned. The output power of the 4 klystrons reached 449kW, 417kW, 460kW and 450kW when the pulse duration was 30ms, respectively. The test result is an important reference for the LHCD system on HL-2A tokamak.     

毫米波大功率脉冲衰减器渐变结构的匹配研究

首先提出一种适合于毫米波大功率脉冲衰减器的结构形式，然后，用里兹－瑞利法分析了它的截面阻抗值，根据阻抗值，提出渐变线的一种优化方法。经实验验证，这种渐变结构的衰减器具有很低的驻波，同时也可有很高的功率容量。     

锁频锁相的高功率微波器件技术研究

综述了中国工程物理研究院应用电子学研究所锁频锁相的高功率微波器件最新研究成果,主要包括稳频稳相的相对论速调管放大器和注入锁相的相对论返波管振荡器.针对高功率长脉冲相对论速调管研究中遇到的问题,介绍了该放大器的束波互作用特点、杂频振荡抑制、脉冲缩短、高频段高功率运行、高增益等物理、设计与实验中的关键技术研究概况,使其功率、相位稳定性、增益等性能有了显著提高,S波段环形单注相对论速调管实现了高功率稳相输出,重频25 Hz运行时输出功率大于1 GW,脉宽大于150 ns、相位波动18°,高增益运行时在注入微波功率数kW条件下也实现类似功率和相位水平;采用同轴多注器件结构,突破了速调管高频段运行条件下高效率电子束引入和高功率束波转换技术等难题,使X波段相对论速调管在注入功率30 kW条件下实现了功率大于1 GW的放大输出,效率为34%,相位波动为15°.在掌握相对论返波管技术的基础上,利用返波管的高效率和结构紧凑的优点,开展了注入调制电子束锁相的相对论返波管研究,采用百kW级的种子微波实现了对GW量级输出微波的相位锁定.该研究结果对功率合成、粒子加速和多功能雷达等技术具有重要的推动作用.     

耦合带状线定向耦合器大功率合成器的设计

介绍了直线加速器高频全固态功率源中大功率合成器件-3 dB定向耦合器的理论计算和工程设计过程, 该合成器工作频率80.5 MHz, 输出连续波功率大于20 kW。 分析了合成器的功率容量, 并对相应的理论计算结果、 CST (Computer Simulation Technology)软件模拟计算结果和实际功率合成器件测量结果进行了比较。 通过比较得出, CST仿真结果与测试结果基本一致, 隔离度和电压驻波比等实测指标优于设计指标, 只有耦合度与设计指标有些偏差, 总体上达到了预期的设计要求。 在输出功率20 kW时, 取样波形无失真, 合成器无明显温升, 满足固态功率源大功率稳定运行的要求。 The principle of design and calculation of the power synthesis in the solid state amplifier are described in this paper. The working frequency of the synthesizer is 80.5 MHz. The output continuous wave power is more than 20 kW; The synthesizer power capacity is analyzed. The theoretical calculation results, Computer Simulation Technology (CST) simulated results are compared with the measured results of the actual 3 dB couplers. The analysis of the measured results and CST calculated results shows that the simulation is in agreement with the measurement results which meet the design requirements of the solid state amplifier. Except the coupling coefficient, the isolation, the VSWR and other parameters are better than the design target. When the output power is 20 kW, the sampling waveform has no deform and the temperature of the synthesizer is stable.     

Temporal Pulse Shaping of Laser Beams by Optical Fiber Stacker

１ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＰｒｅｃｉｓｅｔｅｍｐｏｒａｌｐｕｌｓｅｓｈａｐｉｎｇｏｆｔｈｅｌａｓｅｒｂｅａｍｓｆｏｒｉｎｅｒｔｉａｌｃｏｎｆｉｎｅｍｅｎｔｆｕｓｉｏｎ（ＩＣＦ）ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｈａｓｂｅｃｏｍｅｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｉｍｐｏｒｔ...     

多脉冲叠加高压系统及测量技术

 介绍了多脉冲叠加高压系统的核心部件：一个双次级绕组高压脉冲变压器，它能形成多路脉冲并叠加合成为梯形脉冲波，从而改善了波形的上升下降沿。该系统输出电压由3个衰减正弦波叠加而成，脉冲幅度大于100kV，脉冲宽度2～5μs。同时，在双次级绕组高压脉冲变压器上设计一个小型结构型电容分压装置，解决了变压器与其它装置对接装配后高压的监测和测量。