High power mm and sub-mm wave amplifiers for high frequency ESR/DNP, high resolution radar and remote sensing
用于高频 ESR/DNP、高分辨率雷达和遥感的高功率毫米波和亚毫米波放大器
基本信息
- 批准号:EP/G036659/1
- 负责人:
- 金额:$ 98.25万
- 依托单位:
- 依托单位国家:英国
- 项目类别:Research Grant
- 财政年份:2009
- 资助国家:英国
- 起止时间:2009 至 无数据
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
In a gyrotron, electrons gyrating in a magnetic field are coupled to electromagnetic radiation in such a manner that the radiation is amplified by extracting the electron kinetic energy. We will investigate a novel concept which uses a helical corrugation on the inside surface of a 'cylindrical' waveguide to radically modify the wave dispersion giving eigenmodes with finite, constant group velocity in the region of near infinite phase velocity. This novel dispersion opens up for the first time the potential for a high power (5kW), broadband (10%), high gain >40dB, efficient (30%) gyrotron amplifier in the 90GHz to 100GHz frequency range and above. We have performed a preliminary experiment at X-band (8GHz to 10GHz) frequencies and will build on our lead to create an amplifier in the W-band (90GHz to 100GHz) frequency band based on the best understanding of this new concept and perform precision measurements of its gain, bandwidth, efficiency and stability against oscillations. New theory and computational models benchmarked against W-band experimental data will be used to demonstrate the potential for this novel amplifier to generate high frequency (360GHz to 400GHz and 460GHz to 500GHz), high power (~0.5kW), broadband (10%), pulsed and continuous coherent radiation crucially needed by the many known applications.
在回旋管中,在磁场中旋转的电子以这样一种方式与电磁辐射耦合,即通过提取电子动能来放大辐射。我们将研究一种新的概念,它使用“圆柱形”波导内表面的螺旋波纹从根本上改变波色散,在接近无限相速度的区域给出具有有限恒定群速度的特征模。这种新型色散首次开启了高功率(5kW)、宽带(10%)、高增益>40dB、高效(30%)的回旋管放大器在90GHz至100GHz及以上频率范围内的潜力。我们已经在x波段(8GHz至10GHz)频率上进行了初步实验,并将基于对这一新概念的最佳理解,在w波段(90GHz至100GHz)频段创建放大器,并对其增益、带宽、效率和抗振荡稳定性进行精确测量。以w波段实验数据为基准的新理论和计算模型将被用来证明这种新型放大器产生高频(360GHz至400GHz和460GHz至500GHz)、高功率(~0.5kW)、宽带(10%)、脉冲和连续相干辐射的潜力,这是许多已知应用所迫切需要的。
项目成果
期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Numerical investigation of gyro-multiplier schemes
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- DOI:10.1109/ivec.2012.6262263
- 发表时间:2012
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Constable D
- 通讯作者:Constable D
Generation of 3 GW microwave pulses in X-band from a combination of a relativistic backward-wave oscillator and a helical-waveguide compressor
- DOI:10.1063/1.3505825
- 发表时间:2010-11
- 期刊:
- 影响因子:2.2
- 作者:V. Bratman;G. Denisov;N. G. Kolganov;S. Mishakin;S. Samsonov;A. Cross;Wenlong He;Liang Zhang;M. McStravick;C. Whyte;A. Young;K. Ronald;C. Robertson;A. Phelps
- 通讯作者:V. Bratman;G. Denisov;N. G. Kolganov;S. Mishakin;S. Samsonov;A. Cross;Wenlong He;Liang Zhang;M. McStravick;C. Whyte;A. Young;K. Ronald;C. Robertson;A. Phelps
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- DOI:10.1049/cp.2009.0016
- 发表时间:2009
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Constable D
- 通讯作者:Constable D
Numerical Simulations of a 4th Harmonic Cyclotron Maser based on the principle of Frequency Multiplication
- DOI:10.1049/ic.2013.0250
- 发表时间:2013
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:D. Constable;I. Bandurkin;A. Savilov;Wenlong He;C. Whyte;C. Robertson;A. Phelps;A. Cross;V. Bratman;K. Ronald
- 通讯作者:D. Constable;I. Bandurkin;A. Savilov;Wenlong He;C. Whyte;C. Robertson;A. Phelps;A. Cross;V. Bratman;K. Ronald
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