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真空科学与技术学报2025年第10期:170/218 GHz双频回旋管准光模式变换器设计

来源:期刊VIP网 时间:


作者:田德成;张瑞;赵国慧;王勇;田露;

单位:中国科学院空天信息创新研究院;中国科学院大学电子电气与通信工程学院;泰山学院物理与电子工程学院;

摘要:传统回旋管准光模式变换器受限于单频工作特性,难以满足多频回旋管在聚变堆加热与太赫兹通信等领域的发展需求。文章基于耦合模理论,提出一种支持170 GHz,TE31,8模与218 GHz,TE40,10双频工作的准光辐射器设计方法,通过优化模式耦合参数实现在同一辐射切口内双频协同工作。此外,结合新型相位差算法构建三级准光镜面系统,完成波束-电子束路径分离及波束相位误差校正。仿真结果表明,双频辐射器在170 GHz与218 GHz工作频率下,辐射口径处标量高斯含量分别达99.4%与99.1%。经过镜面系统优化后,辐射波束在170 GHz和218 GHz频率下输出窗上的标量高斯含量分别达到99.0%和98.9%。文章实现了双频准光模式变换器的协同设计,为多频回旋管研制提供了关键技术支撑,具有重要工程应用价值。

关键词:回旋管;;准光模式变换器;;双频;;相位校正

基金资助:国家自然科学基金青年基金项目(62301354)