夏蒙重 刘大刚 鄢 扬 彭 凯 杨 超 刘腊群 王辉辉

(电子科技大学物理电子学院，成都 610054)

(2012年11月7日收到;2012年11月27日收到修改稿)

1 引言

回旋管作为一种能够在毫米波段获得高峰值功率和高平均功率的快波器件，在高功率毫米波雷达、电子对抗、通讯、材料处理和高能粒子加速器等领域有着广泛的应用前景，不管是在国际、国内都受到了普遍的关注.为了得到大峰值功率和高平均功率，除了尽可能提高互作用效率和电子注加速电压外，可致力于改进电子光学系统，力求增大电子注电流和提高电子注的性能.为此有关专家提出了具有层流电子轨迹的磁控注入式电子枪，这种电子枪能明显提高电子注的横向动量并且有效地克服空间电荷引起的速度零散.

迄今为止，许多国家都研究了能产生大横向动量的磁控注入式电子枪，如单阳极和双阳极磁控注入式电子枪，其中单阳极磁控注入式电子枪因没有控制极而显得结构相对简单，但是它也只能通过阴极处的磁场调节来改变电子注的横向能量;而双阳极磁控注入式电子枪中电子的横向动量可以方便的利用控制极、阳极电压、阴极区的外部磁场进行调整.本文在根据TRADE-OFF方程组得到94GHz双阳极磁控注入式电子枪基本参数的基础上通过对PIC软件CHIPIC共形FDTD算法的研究，最终使用MPI并行算法对该回旋管系统进行数值模拟研究并获得了具有TE03模、94 GHz、平均输出功率约在40 kW、效率达到10.5%的高性能回旋振荡……