多注行波管PPM聚焦系统横向磁场研究 被引量：4

1

作者 黎泽伦 孟杰 +1 位作者 黄友均 彭浩 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2014年第1期73-77,共5页

文章以7注耦合腔行波管为例,分析了多注PPM(周期永磁)聚焦系统中横向磁场的产生位置和各处横向磁场的产生原因;总结了耦合槽、铁制加载头高度和通道孔所在半径对各处横向磁场的影响;针对各处横向磁场的产生原因,给出了可以从根本上改善... 文章以7注耦合腔行波管为例,分析了多注PPM(周期永磁)聚焦系统中横向磁场的产生位置和各处横向磁场的产生原因;总结了耦合槽、铁制加载头高度和通道孔所在半径对各处横向磁场的影响;针对各处横向磁场的产生原因,给出了可以从根本上改善横向磁场的方法,利用此方法设计的多注PPM聚焦系统的横向磁场与轴向磁场之比可达0.6%,电子通过率可达98%。 展开更多

关键词 多注行波管 周期永磁 横向磁场 设计方法

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L波段10 MW小型化永磁聚焦多注速调管的研究

2

作者 李闯 闫继伟 +2 位作者 卫博 李冬凤 储开荣 《微波学报》 北大核心 2025年第1期76-81,共6页

针对应用需求,文中设计并研发了一种新型L波段10 MW小型化速调管。文中给出了简要的设计过程及测试结果。该管采用永磁聚焦结合多注基模谐振腔技术,在阴极电压70 kV条件下实现了10 MW的峰值功率输出、45%以上的效率和46 dB以上的增益。... 针对应用需求,文中设计并研发了一种新型L波段10 MW小型化速调管。文中给出了简要的设计过程及测试结果。该管采用永磁聚焦结合多注基模谐振腔技术,在阴极电压70 kV条件下实现了10 MW的峰值功率输出、45%以上的效率和46 dB以上的增益。该管质量仅为76 kg,将L波段10 MW级高峰值功率速调管的重量较常规降低一个数量级。 展开更多

关键词 多注速调管 周期反转永磁聚焦 多注基模谐振腔 小型化速调管 高峰值功率

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140 GHz折叠波导行波管电子光学系统设计与验证

3

作者 陈炤飞 陈辑 +2 位作者 吴玉娟 谢青梅 字张雄 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2024年第12期69-73,共5页

设计了一种140 GHz折叠波导行波管电子光学系统,利用三维粒子仿真软件Opera-3D对考虑热初速效应的圆形电子注在周期永磁聚焦系统内传输状态进行了仿真分析,并对磁场过渡区进行了优化设计,改善电子注与磁场的匹配效果。经计算,该电子光... 设计了一种140 GHz折叠波导行波管电子光学系统,利用三维粒子仿真软件Opera-3D对考虑热初速效应的圆形电子注在周期永磁聚焦系统内传输状态进行了仿真分析,并对磁场过渡区进行了优化设计,改善电子注与磁场的匹配效果。经计算,该电子光学系统阴极发射电流60 mA,阴极电压20 kV,流通率99.9%。样管测试结果显示,电子枪参数与设计结果相符合,实测流通率达到97.2%,行波管实现连续波稳定工作。 展开更多

关键词 折叠波导行波管 电子光学系统 周期永磁聚焦系统 D波段

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一种新型周期永磁聚焦系统过渡区的设计 被引量：8

4

作者 邓光晟 吕国强 +3 位作者 陈增泉 杨蕾 黎泽伦 蔡斐 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第7期1187-1191,共5页

分析了过渡区中电子注调节的基本原理,设计了一种渐变式的过渡区结构,其注腰半径为0.8mm,周期均匀磁场峰值为0.29 T,周期为4.5 mm,压缩比为22。该结构能够在减小电子枪压缩比的情况下对电子注进行再压缩,得到符合互作用要求的电子注。... 分析了过渡区中电子注调节的基本原理,设计了一种渐变式的过渡区结构,其注腰半径为0.8mm,周期均匀磁场峰值为0.29 T,周期为4.5 mm,压缩比为22。该结构能够在减小电子枪压缩比的情况下对电子注进行再压缩,得到符合互作用要求的电子注。将采用渐变式过渡区结构的电子注匹配与采用传统方法的电子注匹配进行了比较,模拟结果表明:采用渐变式过渡区结构匹配电子注不仅能有效改善电子注的层流性(波动性为8%),还能够提高电子光学系统的稳定性。根据此方法对Ku波段6 kW行波管的电子光学系统进行了模拟计算,得到了良好的设计结果。 展开更多

关键词 周期永磁聚焦 过渡区 压缩比 软件模拟

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行波管周期永磁聚焦系统模拟软件的研制 被引量：4

5

作者 胡权 黄桃 +5 位作者 杨中海 李斌 李建清 廖莉 肖礼 朱小芳 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期268-272,共5页

通过对行波管周期永磁聚焦系统(PPM)的理论分析,开发了2维模拟软件UESTC_PPM。该软件主要用于模拟轴对称的永磁结构,在圆柱坐标系下,采用有限差分的方法迭代求解磁钢内外任意位置处的磁感应强度分布。模拟了单磁环结构以及单周期结构,... 通过对行波管周期永磁聚焦系统(PPM)的理论分析,开发了2维模拟软件UESTC_PPM。该软件主要用于模拟轴对称的永磁结构,在圆柱坐标系下,采用有限差分的方法迭代求解磁钢内外任意位置处的磁感应强度分布。模拟了单磁环结构以及单周期结构,将结果与Ansoft Maxwell 3D的模拟结果进行了对比,结果表明:轴上、轴向以及径向磁感应强度的分布图均很接近,但UESTC_PPM软件耗时较短,验证了UESTC_PPM的正确性,并具有一定的精确度。 展开更多

关键词 行波管 周期永磁聚焦系统 CAD 模拟计算

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周期永磁磁场导引环形强流电子束研究(英文) 被引量：4

6

作者 杨建华 张亚洲 +2 位作者 张建德 舒挺 李传胪 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第5期739-742,共4页

利用磁场有限元法 ,计算了周期性布置的永磁铁内的磁场 ;利用流体模型分析了作用在束电子上的力并导出了改进Matheiu函数形式的径向力方程 ;利用 2 .5维PIC程序研究了束传输的物理过程。计算发现强流相对论电子束的稳定传输与束等离子... 利用磁场有限元法 ,计算了周期性布置的永磁铁内的磁场 ;利用流体模型分析了作用在束电子上的力并导出了改进Matheiu函数形式的径向力方程 ;利用 2 .5维PIC程序研究了束传输的物理过程。计算发现强流相对论电子束的稳定传输与束等离子体密度、束平衡位置、磁场的强度、磁场周期长度等有关。研究认为利用周期性永磁场导引数kA的环形电子束 。 展开更多

关键词 环形强流电子束 磁场有限元法 周期磁场 PIC模拟 永磁铁 流体模型 等离子体

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行波管中静态轨迹的研究 被引量：3

7

作者 胡玉禄 杨中海 +4 位作者 李斌 李建清 马珊珊 黄桃 金晓林 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第12期1875-1880,共6页

研究了行波管中均匀聚焦磁场和周期永磁聚焦磁场对轨迹波动的影响。推导了这两种磁场下轨迹波动周期和幅值,讨论了磁场强度对轨迹的影响。解释了聚焦磁场存在小的波动的原因,并且通过计算得出小波动的周期为磁场周期的1/2,揭示了在周期... 研究了行波管中均匀聚焦磁场和周期永磁聚焦磁场对轨迹波动的影响。推导了这两种磁场下轨迹波动周期和幅值,讨论了磁场强度对轨迹的影响。解释了聚焦磁场存在小的波动的原因,并且通过计算得出小波动的周期为磁场周期的1/2,揭示了在周期永磁聚焦磁场下,电子轨迹近似等效于周期为周期永磁聚焦磁场1/2的小波动和均匀磁场形成的波动轨迹的叠加。利用电子科技大学编写的微波管模拟套装中的3维注-波互作用模块进行了静态轨迹计算,验证了理论推导。 展开更多

关键词 行波管 电子轨迹 周期永磁聚焦磁场 微波管模拟套装

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带开口磁环的周期永磁聚焦系统的轴向磁场 被引量：3

8

作者 彭龙 李元勋 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期2552-2556,共5页

基于磁环的元电流模型,分析了永磁磁环的轴向磁场分布规律。理论计算和测试结果表明:轴向磁化磁环中心轴上的磁感应强度不存在径向分量,只有轴向分量;但磁环开口后,轴向磁场降低,而径向磁场增加,其中心轴上的合成磁感应强度体现出非轴... 基于磁环的元电流模型,分析了永磁磁环的轴向磁场分布规律。理论计算和测试结果表明:轴向磁化磁环中心轴上的磁感应强度不存在径向分量,只有轴向分量;但磁环开口后,轴向磁场降低,而径向磁场增加,其中心轴上的合成磁感应强度体现出非轴对称性,不利于其在周期永磁(PPM)聚焦系统中的应用。根据磁场的轴向分量和径向分量的分布特点,设计和优化了带开口磁环的PPM系统,实现了轴向磁场的周期化。 展开更多

关键词 周期永磁聚焦系统 开口磁环 磁场分布 行波管

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Clinotron的初步理论和数值模拟 被引量：2

9

作者 孙会芳 董志伟 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期993-997,共5页

在理论分析的基础上,模拟研究了微电真空太赫兹器件Clinotron。求解了色散方程,获得该器件的基本结构参数和性能参数;在考虑空间电荷场和电子回旋运动的情况下,得出能使器件内片状束稳定传输的周期永磁聚焦的磁场条件;利用3维全电磁粒... 在理论分析的基础上,模拟研究了微电真空太赫兹器件Clinotron。求解了色散方程,获得该器件的基本结构参数和性能参数;在考虑空间电荷场和电子回旋运动的情况下,得出能使器件内片状束稳定传输的周期永磁聚焦的磁场条件;利用3维全电磁粒子模拟程序对Clinotron进行了初步模拟以及优化。数值模拟结果表明:当输入电压为4.5kV、发射束流大小为190mA、输入电功率为855 W时,运行频率为218GHz的Clinotron的输出平均功率40W,功率转换效率达4.68%。 展开更多

关键词 太赫兹 Clinotron器件 色散曲线 周期永磁聚焦

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太赫兹FWG-TWT电子光学系统的数值模拟验证 被引量：1

10

作者 张芳 董志伟 +2 位作者 陈洪斌 周泉丰 束小建 《太赫兹科学与电子信息学报》 北大核心 2018年第1期27-30,共4页

结合实验模型,对0.22 THz折叠波导行波管(FWG-TWT)的电子光学系统进行数值模拟验证。首先对电子枪的工作机制进行细致研究和仿真验证,然后对电子光学系统(包括电子枪和周期永磁聚焦结构两部分)进行一体化建模,结合实际,合理设置仿真模... 结合实验模型,对0.22 THz折叠波导行波管(FWG-TWT)的电子光学系统进行数值模拟验证。首先对电子枪的工作机制进行细致研究和仿真验证,然后对电子光学系统(包括电子枪和周期永磁聚焦结构两部分)进行一体化建模,结合实际,合理设置仿真模型的工作参数及边界条件等。分析影响电子注流通率的关键因素,调整结构参数和束流参数,提高电子注的直流流通率。 展开更多

关键词 太赫兹 折叠波导行波管放大器 电子光学系统 电子枪 周期永磁聚焦系统

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一种新的永久周期磁铁聚焦的高功率宽带放大器 被引量：1

11

作者 丁武 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期649-654,共6页

　提出了一种新的高功率宽带放大器,它由速调管和自由电子脉塞组成,用永久周期磁铁聚焦。研究了这种器件的电子束聚焦、群聚和辐射。在速调管提供一阶调制系数为30%,波导管的半径1.51cm,摇摆器的磁场振幅0.16T,周期7.92cm,电子束的电压4... 　提出了一种新的高功率宽带放大器,它由速调管和自由电子脉塞组成,用永久周期磁铁聚焦。研究了这种器件的电子束聚焦、群聚和辐射。在速调管提供一阶调制系数为30%,波导管的半径1.51cm,摇摆器的磁场振幅0.16T,周期7.92cm,电子束的电压490kV,电流50A和半径0.368cm的条件下,预估这种器件的辐射波频率为11.4GHz,输出辐射功率为18MW,输出辐射带宽为44%。 展开更多

关键词 高功率宽带放大器 速调管 自由电子脉塞 永久周期磁铁

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周期永磁聚焦系统二维二次有限元法研究 被引量：3

12

作者 于云龙 胡权 +1 位作者 黄桃 李斌 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第4期956-961,共6页

该文基于周期永磁聚焦系统的理论分析,采用2维2次有限元方法求解圆柱坐标系下轴对称永磁体结构的磁感应强度分布。首先对线性有限元法和2次有限元法进行收敛性对比,验证了2次有限元法具有更好的收敛性和更快的收敛速度。然后将2维2次有... 该文基于周期永磁聚焦系统的理论分析,采用2维2次有限元方法求解圆柱坐标系下轴对称永磁体结构的磁感应强度分布。首先对线性有限元法和2次有限元法进行收敛性对比,验证了2次有限元法具有更好的收敛性和更快的收敛速度。然后将2维2次有限元模拟仿真结果与Ansoft Maxwell 2D以及UESTC-PPM的模拟结果进行对比,验证了2维2次有限元法具有较高的计算精度,基本能够满足工程需要。 展开更多

关键词 微波管 周期永磁聚焦 2维2次有限元 磁感应强度分布

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同轴相对论速调管周期永磁聚焦系统的初步研究 被引量：3

13

作者 魏元璋 李士锋 +4 位作者 王战亮 黄华 刘振帮 何琥 宫玉彬 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期80-86,共7页

为了探索相对论速调管放大器(RKA)的小型化技术,开展了同轴RKA周期永磁聚焦的物理与设计技术研究。周期永磁聚焦系统采用Halbach阵列结构,产生的磁场类型为周期性会切磁场。首先给出该系统的磁场各个分量的表达式,分析该系统磁场分布的... 为了探索相对论速调管放大器(RKA)的小型化技术,开展了同轴RKA周期永磁聚焦的物理与设计技术研究。周期永磁聚焦系统采用Halbach阵列结构,产生的磁场类型为周期性会切磁场。首先给出该系统的磁场各个分量的表达式,分析该系统磁场分布的特点,并推导得出该系统聚焦强流环形电子束的稳定条件。根据该稳定条件,对Ka波段同轴RKA设计了一个周期永磁聚焦系统,并优化了周期磁场参数,确定了磁场系统设计的最佳周期和幅值。研究结果显示,周期永磁(PPM)聚焦系统在周期长度18 mm和磁场幅值0.33T的条件下可引导500kV、6kA的同轴RKA,得到1GW的微波输出功率,物理分析确定了周期永磁聚焦系统应用于高功率同轴RKA的技术可能性。 展开更多

关键词 同轴相对论速调管 周期永磁聚焦 强流环形电子束

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铁磁性加载复合管壳电子注聚焦性能的研究 被引量：1

14

作者 刘洋 魏义学 +3 位作者 史雪春 费娜 邱立 王严梅 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期83-88,共6页

大功率行波管通常利用复合管壳提升高频系统的集成度和散热特性。宽带行波管采用复合管壳高频制造工艺时,由于加载翼片含有铁磁性材料(纯铁)使得聚焦系统的横向磁场分量变大,径向和角向磁场分量呈非均匀性,电子注聚焦困难。本文研究了... 大功率行波管通常利用复合管壳提升高频系统的集成度和散热特性。宽带行波管采用复合管壳高频制造工艺时,由于加载翼片含有铁磁性材料(纯铁)使得聚焦系统的横向磁场分量变大,径向和角向磁场分量呈非均匀性,电子注聚焦困难。本文研究了周期永磁聚焦系统横向磁场产生的原因并建立理论模型,并对磁场分量和其对电子注形态的影响进行了仿真,仿真结果与理论计算结果一致。根据横向磁场分布模型对加载翼片的形状和数量进行优化仿真,结果表明9片齿形加载翼片方案可在保持慢波电路参数的同时,降低聚焦系统的横向磁场分量,改善电子注聚焦效果。 展开更多

关键词 行波管 铁磁性 复合管壳 周期永磁聚焦系统 横向磁场 电子注

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四注行波管周期永磁聚焦系统的优化设计 被引量：4

15

作者 程玲莉 王林梅 +3 位作者 王敬东 王磊 袁涛 谭福明 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期51-57,共7页

根据电子注参数、布里渊磁场公式及周期聚焦系统轴向磁通密度峰值经验公式,计算出永磁聚焦系统轴向峰值磁通密度,利用Ansoft Maxwell 3D软件建立了四注行波管周期永磁聚焦系统仿真模型,对模型结构尺寸进行了参数化分析,研究了周期永磁... 根据电子注参数、布里渊磁场公式及周期聚焦系统轴向磁通密度峰值经验公式,计算出永磁聚焦系统轴向峰值磁通密度,利用Ansoft Maxwell 3D软件建立了四注行波管周期永磁聚焦系统仿真模型,对模型结构尺寸进行了参数化分析,研究了周期永磁聚焦系统结构尺寸对聚焦系统通道内磁通密度的影响,确定了磁聚焦系统结构最佳尺寸配合,优化设计出了四注行波管周期永磁聚焦系统。其电子注通道中心轴线上轴向磁通密度峰值B z=309 mT,横向磁通密度B t=2.86 mT,B t/B z=0.92%。 展开更多

关键词 四注行波管 周期永磁聚焦系统 电子注通道 磁通密度

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G波段分布作用速调管用新型周期永磁聚焦系统 被引量：1

16

作者 王自成 王元坤 曲兆伟 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期47-52,共6页

提出了一种新型周期永磁(PPM)聚焦系统,其中,每半个周期的这种PPM聚焦系统由1件极靴和5块永磁体共同组成,第1、第3、第5块永磁体与第2、第4块永磁体的极化方向相反,且任何相距半个周期的2块永磁体均具有相反的极化方向。采用MTSS2018对... 提出了一种新型周期永磁(PPM)聚焦系统,其中,每半个周期的这种PPM聚焦系统由1件极靴和5块永磁体共同组成,第1、第3、第5块永磁体与第2、第4块永磁体的极化方向相反,且任何相距半个周期的2块永磁体均具有相反的极化方向。采用MTSS2018对这种新型PPM聚焦系统的磁场进行了计算,结果表明新型PPM聚焦系统的轴线上磁感应强度Bz具有显著的第3次和第5次空间谐波,在过0点后能够更快上升到峰值,整体构型十分接近具有理想矩形分布的PPM系统。采用MTSS2018对G波段分布作用速调管(EIK)所需的电子枪进行了模拟计算,并采用上面计算的Bz对该电子注进行聚焦,获得了电子注电压为22 kV,电子注电流为215 mA的电子注,电子注最大半径为0.08 mm,满足G波段EIK的应用要求。计算中的峰值磁感应强度仅为1.2√2BB,说明新型PPM聚焦系统与传统PPM聚焦系统相比,可以在较低的峰值磁感应强度的条件下实现电子注的有效聚焦。 展开更多

关键词 分布作用速调管 电子注 电子注通道 周期永磁 周期永磁聚焦系统

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