虚阴极振荡器(Vircator)是一种空间电荷器件,这一名称的来源是由于它与以前学过的所有器件不同的工作原理,在空间电荷器件中,微波的产生过程与强烈的空间电荷效应以及由此形成的虚阴极密切相关。
空间电荷器件主要有虚阴极振荡器、反射三极管(Reflex triode)、Reditron等,不过,人们更多地将它们统称为虚阴极振荡器,因为其他种类的空间电荷器件也都可以看做是虚阴极振荡器的改进型。
虚阴极振荡器的结构十分简单,它的基本组成部分仅有
阴极、
阳极和输出波导(包括输出窗),图1-1给出了微波能量轴向输出和横向输出两种虚阴极振荡器的结构示意图。
虚阴极振荡器结构简单,
输出功率大,而且易于
调谐,辐射微波的频谱十分宽,单一的虚阴极振荡器甚至能产生1~2个倍频程频谱范围的微波辐射;而采用不同的可调谐虚阴极振荡器可以连续覆盖从0.5GHz到10GHz的频率范围。虚阴极振荡器也不需要聚焦磁场、质量小,而且能产生us级宽度的微波脉冲。虚阴极振荡器在低阻抗条件下的工作能力使它可以在一些特殊场合下具有优势,比如可以直接以低阻抗、高储能的爆磁压缩发生器作为驱动源产生高功率
微波辐射,微波弹就是这种应用的一个典型例子。虚阴极振荡器的缺点是它的效率很低,一般只有1%,辐射微波的模式杂,频谱太宽,难以做到单模、单频振荡。