紧凑轻量级的PRPM聚焦与场调谐方法，适用于高功率、高导纳速调管

《IEEE Transactions on Plasma Science》：Compact and Lightweight PRPM Focusing and Field-Tuning Method for High-Power High-Perveance Klystrons

磁场聚焦系统采用周期反转永磁（PRPM）结构，通过磁极衬垫和对称铁板设计提升轴向场强度达35%，同时实现四倍缩减横向尺寸和八倍减重，并开发了铁块调谐方法实现±20%场强微调。

　　

摘要：

本文介绍了一种用于高功率、高束流密度速调管的紧凑型轻量化永磁体（PM）聚焦系统。传统的均匀永磁体（UPM）聚焦方式体积庞大，而周期性永磁体（PPM）聚焦在需要较大极片开口和射频波导切口时无法提供足够的轴向磁场，因此不适用于束流密度超过1.8 μP的场合。为克服这些限制，将最初为多束速调管（MBKs）开发的周期性反向永磁体（PRPM）概念应用于高束流密度单束速调管（SBKs），并通过极片垫片和对称铁板结构改进，使轴向磁场均匀分布且不会产生横向磁场。改进后的PRPM结构使除第一个峰值外的所有轴向磁场峰值提高了30%以上，从而可以使用更小的磁环实现更强的束流约束。对于一款X波段、功率为20 MW、束流密度为2.2 μP的速调管，该设计在重量约为5公斤的10.6×22厘米组装体中实现了35%的轴向磁场峰值提升。与传统UPM聚焦方式相比，横向尺寸减少了近四倍，整体重量减少了八倍。此外，通过使用对称铁块进行局部磁场减弱以及桥接铁块实现磁场调控，该方法可实现最多20%的局部磁场减弱和2%的增强效果。这种方案能够有效补偿制造公差，提供有限但实用的调节能力，无需进行结构重新设计。