低磁场下X波段注入锁相过模相对论返波管振荡器的设计

提出了一种X波段注入锁相过模相对论返波管（RBWO），其在0.45 T的显著降低磁场下运行，同时实现了53%的功率效率。本工作的关键创新在于实现了双模运行的过模慢波结构（SWS）中吉瓦级微波的相位控制，而此前此类SWS仅应用于非控相RBWO中。理论分析表明，当两种模式在相同频率下工作时，可实现电子束有功功率的最大提取。全粒子（Particle-in-cell）模拟验证了该设计，在10 GHz下产生了1.7 GW的输出微波。在500 kW输入信号下，实现了±20 MHz的控相带宽和±10°的控制精度。这项工作证明了在大幅降低磁体要求的情况下开发高性能、紧凑型高功率微波源的可行性。