同轴膜片加载圆波导相对论行波管注-波互作用线性理论研究 被引量：7

1

作者 岳玲娜 王文祥 +1 位作者 宫玉彬 蓝永海 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第9期885-888,共4页

　从改善圆盘加载波导作为相对论行波管慢波结构的特性入手,加入同轴内导体,着重研究其小信号理论。利用场匹配法导出了"热"色散方程并计算求解,具体分析了系统的电子注参量及慢波结构几何尺寸对小信号增益及慢波相速的影响,... 　从改善圆盘加载波导作为相对论行波管慢波结构的特性入手,加入同轴内导体,着重研究其小信号理论。利用场匹配法导出了"热"色散方程并计算求解,具体分析了系统的电子注参量及慢波结构几何尺寸对小信号增益及慢波相速的影响,为同轴圆盘加载相对论行波管的设计提供了理论基础。 展开更多

关键词 同轴圆盘加载 慢波系统 小信号增益 注-波互作用

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耦合腔慢波特性及其注-波互作用的三维软件模拟 被引量：7

2

作者 雷文强 杨中海 廖平 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第7期673-676,共4页

　利用MAFIA软件分别对休斯型耦合腔慢波结构进行了由冷腔到热腔的计算机模拟,并将冷腔模拟结果分别与理论计算结果和实验测试结果进行比较,发现模拟结果更加接近实验值,色散特性的平均误差在0.02%左右,耦合阻抗的平均误差在5%左右,基... 　利用MAFIA软件分别对休斯型耦合腔慢波结构进行了由冷腔到热腔的计算机模拟,并将冷腔模拟结果分别与理论计算结果和实验测试结果进行比较,发现模拟结果更加接近实验值,色散特性的平均误差在0.02%左右,耦合阻抗的平均误差在5%左右,基本满足设计要求;由冷腔模拟结果导入MAFIA三维粒子模拟模块中进行注 波互作用模拟,对其工作机理进行了定性分析。 展开更多

关键词 慢波特性 MAFIA 休斯型耦合腔 计算机模拟 冷腔 热腔 注-波互作用 三维粒子模拟 高功率微波放大器

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回旋速调管放大器注-波互作用分析 被引量：7

3

作者 罗勇 李宏福 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期724-728,共5页

给出了自洽非线性大信号理论分析方法,在理论分析和高频计算的基础上,建立了回旋速调管放大器注波互作用计算模型,对其进行数值计算。研究多种参量对放大器输出功率、增益、效率等的影响,通过优化得到了中心频率34GHz的四腔回旋速调管... 给出了自洽非线性大信号理论分析方法,在理论分析和高频计算的基础上,建立了回旋速调管放大器注波互作用计算模型,对其进行数值计算。研究多种参量对放大器输出功率、增益、效率等的影响,通过优化得到了中心频率34GHz的四腔回旋速调管放大器设计方案。粒子模拟表明在工作电压65kV,注电流8A,电子注横向与纵向速度比为1.5时,输出功率230kW,带宽230MHz,电子效率45%,饱和增益33dB。 展开更多

关键词 注-波互作用 效率 频带 回旋速调管放大器 高功率毫米波

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磁化环形等离子体填充波导中注-波互作用的研究

4

作者 李伟 魏彦玉 +1 位作者 鄢扬 刘盛纲 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第8期1126-1130,共5页

该文利用线性理论,对相对论环形电子注与环形等离子体互作用产生微波辐射进行了研究。在考虑有限磁场的基础上,利用“匹配场法”求得色散方程。重点分析了等离子体密度、厚度,外加磁场对等离子体切伦可夫脉塞注-波互作用的影响,并计算... 该文利用线性理论,对相对论环形电子注与环形等离子体互作用产生微波辐射进行了研究。在考虑有限磁场的基础上,利用“匹配场法”求得色散方程。重点分析了等离子体密度、厚度,外加磁场对等离子体切伦可夫脉塞注-波互作用的影响,并计算了各参量变化时的波增长率以及色散关系。 展开更多

关键词 波导 注-波互作用 环形等离子体 环形电子注 有限磁场 色散方程 增长率 微波器件

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Ka回旋行波管自洽非线性注-波互作用研究

5

作者 鄢然 罗勇 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期873-877,共5页

通过利用场的正交模式展开法求解有源的Maxwell方程,给出了电子对行波场的激励方程,并结合回旋行波管的具体结构与小回旋电子注的特点,在引导中心系中展开场方程,耦合电子运动方程,从而给出了自洽的回旋行波管的非线性方程。给出了速度... 通过利用场的正交模式展开法求解有源的Maxwell方程,给出了电子对行波场的激励方程,并结合回旋行波管的具体结构与小回旋电子注的特点,在引导中心系中展开场方程,耦合电子运动方程,从而给出了自洽的回旋行波管的非线性方程。给出了速度离散、介质加载、分布加载对回旋行波管自洽方程的修正。编制了非线性程序,通过数值计算给出电流、速度离散、介质加载、分布加载对回旋行波管输出功率的影响;结合小信号理论对自激振荡的研究,利用非线性理论,可以得出在稳定工作条件下回旋行波管的最优化参数,为制管实际提供理论指导与设计参数。 展开更多

关键词 注-波互作用分析 介质加载 Ka波段回旋行波管 自洽非线性大信号理论 速度离散

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同轴腔高功率多注速调管注-波互作用系统的模拟设计

6

作者 张瑞 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第8期812-817,共6页

以同轴腔高功率多注速调管为研究对象,以大信号程序KLY及PIC粒子模拟软件对其多电子注-波互作用系统开展了一维初始设计、二维等效设计及全三维模拟设计。通过采用二次谐波腔技术及参数优化,使同轴腔注-波互作用系统达到了70%以上的计... 以同轴腔高功率多注速调管为研究对象,以大信号程序KLY及PIC粒子模拟软件对其多电子注-波互作用系统开展了一维初始设计、二维等效设计及全三维模拟设计。通过采用二次谐波腔技术及参数优化,使同轴腔注-波互作用系统达到了70%以上的计算效率。与传统长漂移管方案注-波互作用系统相比,二次谐波腔方案不仅可以获得较高的注-波互作用效率,并且其系统长度可比传统方案缩短35%,有利于器件小型化。文中给出了以单通道圆柱腔代替多通道同轴腔的注-波互作用系统二维等效快速计算方法,与一维及三维计算结果的对比表明,这种方法具有较高的计算精度。 展开更多

关键词 高功率微波 多注速调管 注-波互作用 同轴腔

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行波管的注-波互作用模拟与相位计算 被引量：2

7

作者 刘涛 王自成 刘濮鲲 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期543-546,共4页

为了对螺旋线行波管注-波互作用这一复杂物理现象进行快速的实时跟踪模拟与分析,采用T型有耗L.Brillouin模型,有机结合时域有限差分方法(Finite-Difference Time-Domain,FDTD)与粒子模拟(Particle-In-Cell,PIC)技术,建立了行波管的非线... 为了对螺旋线行波管注-波互作用这一复杂物理现象进行快速的实时跟踪模拟与分析,采用T型有耗L.Brillouin模型,有机结合时域有限差分方法(Finite-Difference Time-Domain,FDTD)与粒子模拟(Particle-In-Cell,PIC)技术,建立了行波管的非线性互作用计算体系。在此基础上,采用C语言自主研发了运行稳定的计算程序。应用这一研究成果,对某支成熟管型的行波管开展模拟研究,增益模拟结果与实测数据的偏差小于6.1%。 展开更多

关键词 行波管 时域模拟 有限差分方法 粒子模拟技术 注-波互作用

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用于受控热核聚变的兆瓦级同轴腔回旋振荡器的注-波互作用分析 被引量：1

8

作者 张珊 薛谦忠 +3 位作者 刘高峰 王雪微 赵鼎 张连正 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期613-620,共8页

相对于高阶工作模式的单腔回旋管,同轴腔回旋管具有缓解模式竞争,提高单模工作的稳定性,以及增大功率容量的优点,宜用于受控热核聚变中的电子回旋共振加热和电子回旋电流驱动而受关注.详细地研究了工作频率为170 GHz,TE34,11,模同轴腔... 相对于高阶工作模式的单腔回旋管,同轴腔回旋管具有缓解模式竞争,提高单模工作的稳定性,以及增大功率容量的优点,宜用于受控热核聚变中的电子回旋共振加热和电子回旋电流驱动而受关注.详细地研究了工作频率为170 GHz,TE34,11,模同轴腔回旋管的结构参数、电子束参数及腔壁损耗对注-波互作用的影响.首先对170 GHz兆瓦级功率模式选择进行分析,给出了工作模式.再次,基于时域自洽非线性理论,编写了时域单模稳态注-波互作用程序,分析了电流、磁场强度和腔壁欧姆损耗对互作用的影响,并对工作参数进行了优化.模拟结果表明:当电子束电流为68 A,工作电压为65 kV,引导磁场强度为6.58 T时,可获得2.18 MW的输出功率,49.23%的效率,外腔壁上的欧姆损耗密度峰值为1.94 kW/cm2,内导体表面的小于0.15 W/cm2;互作用效率随速度零散增大而降低,输出频率向下偏移;电子注厚度对互作用也有相似的影响. 展开更多

关键词 物理电子学 回旋管 自洽非线性理论 同轴腔 注-波互作用

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回旋速调管注-波互作用非线性理论研究 被引量：1

9

作者 郭建华 喻胜 李宏福 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期2453-2456,共4页

利用自洽非线性理论对回旋速调管放大器中的电子注-波互作用进行了时域瞬态分析,建立了多腔回旋速调管非线性理论,给出了相应的电子运动方程和复数形式的互作用瞬态场方程。给出并分析了一支工作在TE01模Ka波段四腔回旋速调管注-波互作... 利用自洽非线性理论对回旋速调管放大器中的电子注-波互作用进行了时域瞬态分析,建立了多腔回旋速调管非线性理论,给出了相应的电子运动方程和复数形式的互作用瞬态场方程。给出并分析了一支工作在TE01模Ka波段四腔回旋速调管注-波互作用的数值计算结果,当电子注电压为72.8kV,电流为11.8A,速度零散为5%时,可以得到335kW的最大饱和功率输出,39.6%的电子效率及320MHz的饱和带宽,与实验值相比较,二者较为吻合。 展开更多

关键词 回旋速调管 电子注-波互作用 非线性理论 毫米波放大器

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螺旋线行波管注-波互作用三维粒子模拟 被引量：1

10

作者 熊晓燕 李明之 《微波学报》 CSCD 北大核心 2010年第S2期105-108,共4页

结合时域有限差分方法和粒子模拟方法,开发了螺旋线行波管的三维注-波互作用粒子模拟程序。从最基本的电磁场运动规律和力学规律出发,利用高速计算机直接求解完整的麦克斯韦方程组和洛伦兹方程,完成了对C波段螺旋线行波管的注-波互作用... 结合时域有限差分方法和粒子模拟方法,开发了螺旋线行波管的三维注-波互作用粒子模拟程序。从最基本的电磁场运动规律和力学规律出发,利用高速计算机直接求解完整的麦克斯韦方程组和洛伦兹方程,完成了对C波段螺旋线行波管的注-波互作用的模拟计算,得到了电子的相位和空间分布以及管子的功率、增益等电性能参量,验证了程序的正确性,为后期优化和设计奠定了基础。 展开更多

关键词 螺旋线行波管 注-波互作用 时域有限差分方法 三维粒子模拟

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卷绕双梳齿行波管中注-波互作用的研究

11

作者 刘文渊 魏彦玉 +3 位作者 许雄 段兆云 王文祥 宫玉彬 《微波学报》 CSCD 北大核心 2010年第S1期554-556,共3页

本文利用CST软件中的粒子工作室对采用卷绕双梳齿慢波结构的圆极化行波管中的注-波互作用情况进行了粒子模拟研究,观察了电子束的运动情况,同时得到了电压、电流、磁场和输入功率四个重要电气参数对输出功率的影响。研究结果为圆极化行... 本文利用CST软件中的粒子工作室对采用卷绕双梳齿慢波结构的圆极化行波管中的注-波互作用情况进行了粒子模拟研究,观察了电子束的运动情况,同时得到了电压、电流、磁场和输入功率四个重要电气参数对输出功率的影响。研究结果为圆极化行波管的设计奠定了理论基础。 展开更多

关键词 卷绕双梳齿 注-波互作用 粒子模拟 圆极化行波管

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注-波互作用的时域PIC数值模拟

12

作者 刘涛 王自成 刘濮鲲 《微波学报》 CSCD 北大核心 2010年第S1期452-454,共3页

针对螺旋线行波管的注-波互作用过程,依据等效线路模型和动力学方程,采用粒子模拟方法进行时域计算,并给出部分主要的数值求解结果。本文的仿真结果基本与现有软件的模拟结果一致,同时针对由于计算模型不同而产生的计算偏差,给出了深入... 针对螺旋线行波管的注-波互作用过程,依据等效线路模型和动力学方程,采用粒子模拟方法进行时域计算,并给出部分主要的数值求解结果。本文的仿真结果基本与现有软件的模拟结果一致,同时针对由于计算模型不同而产生的计算偏差,给出了深入的分析,为后续的研究工作奠定了重要的基础。 展开更多

关键词 螺旋线行波管 注-波互作用 时域计算 粒子模拟方法

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S波段耦合腔行波管非线性注-波互作用方程组的数值解

13

作者 谢荣祥 王彬 谢文楷 《现代电子技术》 2009年第4期131-133,137,共4页

推导了考虑相对论效应的一维非线性注-波互作用自洽工作方程组。借鉴田炳耕的圆盘模型推导空间电荷场。对空间电荷场表达式提出简化假设并使其归一化,该假设将大大节省考虑空间电荷场时的计算时间。编写计算机程序对注-波互作用自洽工... 推导了考虑相对论效应的一维非线性注-波互作用自洽工作方程组。借鉴田炳耕的圆盘模型推导空间电荷场。对空间电荷场表达式提出简化假设并使其归一化,该假设将大大节省考虑空间电荷场时的计算时间。编写计算机程序对注-波互作用自洽工作方程组进行了数值求解,利用该程序分析了空间电荷力对注-波互作用的影响,得出S波段耦合腔行波管的效率,增益和瞬时带宽。计算结果表明：在2.87～3.35 GHz频带范围内效率达到14%以上,增益大于18.5 dB,瞬时带宽达到15%,结果达到设计要求。 展开更多

关键词 耦合腔行波管 空间电荷场 非线性注-波互作用 S波段 数值模拟

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L波段10MW同轴腔多注速调管双端口输出系统的研究 被引量：2

14

作者 张瑞 王勇 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第9期2282-2286,共5页

该文对L波段10 MW多注速调管输出系统开展了模拟和实验研究。计算分析了新型双端口6注同轴输出腔谐振频率、品质因数、特性阻抗等高频参数;设计了扁波导耦合输出窗,在波导内设置金属杆以调节阻抗匹配,使输出窗在工作频点1.3 GHz的驻波... 该文对L波段10 MW多注速调管输出系统开展了模拟和实验研究。计算分析了新型双端口6注同轴输出腔谐振频率、品质因数、特性阻抗等高频参数;设计了扁波导耦合输出窗,在波导内设置金属杆以调节阻抗匹配,使输出窗在工作频点1.3 GHz的驻波比计算值小于1.01,驻波比1.2以下带宽为100 MHz;加工了输出系统实物,开展了冷测实验,实验值与设计值吻合良好;利用PIC软件对输出系统注-波互作用特性进行了计算,获得了大于10 MW的输出功率,计算注-波转换效率大于65%。 展开更多

关键词 多注速调管 同轴谐振腔 输出窗 注-波互作用

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太赫兹波段Smith-Purcell辐射的消逝波特性研究

15

作者 姚龙 王勇 樊宇 《微波学报》 CSCD 北大核心 2017年第S1期11-13,共3页

文中在太赫兹频率波段呈现了三维介质加载光栅(DLG)的Smith-Purcell(SP)辐射的消逝波的模拟。消逝波提供反馈来约束电子束,这是SP自由电子激光器(FEL)振荡原理的基础。将从PARTICLE-IN-CELL(PIC)代码获得仿真结果并与三维金属光栅进行比... 文中在太赫兹频率波段呈现了三维介质加载光栅(DLG)的Smith-Purcell(SP)辐射的消逝波的模拟。消逝波提供反馈来约束电子束,这是SP自由电子激光器(FEL)振荡原理的基础。将从PARTICLE-IN-CELL(PIC)代码获得仿真结果并与三维金属光栅进行比较,结果表明DLG的采用可以增强消逝逝波,从而进一步改善注-波的相互作用。 展开更多

关键词 Smith-Purcell辐射 介质加载光栅 注-波互作用

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太赫兹折叠波导慢波电路及功率合成技术

16

作者 向怀鑫 缪旻 +1 位作者 李振松 边兴旺 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2024年第12期63-68,共6页

针对太赫兹频段行波管输出功率较小的瓶颈以及对紧凑型设计的明确需求,提出一种管内功率合成的0.34 THz折叠波导行波管结构。首先,对太赫兹折叠波导慢波结构的高频特性进行了研究,通过仿真计算得到了其色散特性和耦合阻抗,0.34 THz处归... 针对太赫兹频段行波管输出功率较小的瓶颈以及对紧凑型设计的明确需求,提出一种管内功率合成的0.34 THz折叠波导行波管结构。首先,对太赫兹折叠波导慢波结构的高频特性进行了研究,通过仿真计算得到了其色散特性和耦合阻抗,0.34 THz处归一化相速度为0.248,耦合阻抗为0.46Ω;其次,提出了用于管内功率合成的3 dB定向耦合器结构设计,分析表明,其在0.31~0.368 THz范围内,幅度平衡度在±0.19 dB以内,隔离度优于24 dB;最后,完成了基于3 dB定向耦合器管内功率合成的折叠波导行波管基本结构设计并构建了仿真模型,仿真结果表明,最大输出功率为9.16 W,增益为26.6 dB,3 dB带宽达到21 GHz。作为对比,单个折叠波导行波管输出功率为6.18 W,故管内合成的折叠波导行波管的输出功率是单个行波管输出功率的1.48倍;此外,与采用常规外置功率合成结构的双行波管组件设计相比,管内功率合成折叠波导行波管的横向尺寸至少缩减了56.5%。 展开更多

关键词 太赫兹(THz) 折叠波导行波管 3 dB定向耦合器 功率合成 注-波互作用

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螺旋线行波管的粒子模拟研究 被引量：16

17

作者 朱兆君 贾宝富 +1 位作者 罗正祥 杨赤如 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期10-15,共6页

运用全电磁2.5维粒子模拟程序MAGIC,对螺旋线行波管中注-波互作用的非线性过程进行了模拟分析,得到了管子的功率、增益和效率等电性能参量,模拟结果与实测数据吻合良好。对整管长度、电子注电流、电压和聚焦磁场等量进行了优化,获得了... 运用全电磁2.5维粒子模拟程序MAGIC,对螺旋线行波管中注-波互作用的非线性过程进行了模拟分析,得到了管子的功率、增益和效率等电性能参量,模拟结果与实测数据吻合良好。对整管长度、电子注电流、电压和聚焦磁场等量进行了优化,获得了管子最佳化运行的工作参数。 展开更多

关键词 粒子模拟 螺旋线行波管 注-波互作用 非线性

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螺旋线行波管1维多频非线性理论与模拟 被引量：7

18

作者 高鹏 杨中海 +4 位作者 李斌 李建清 胡玉禄 朱小芳 廖莉 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期459-462,共4页

采用CHRISTINE报告中的1维多信号非线性互作用模型,在其场方程、相位方程和含空间电荷场的运动方程的表达式基础上,增加了切断区域的工作方程组,并考虑了电位下沉带来的影响。基于此非线性互作用工作方程组编写了数值计算程序。为了便... 采用CHRISTINE报告中的1维多信号非线性互作用模型,在其场方程、相位方程和含空间电荷场的运动方程的表达式基础上,增加了切断区域的工作方程组,并考虑了电位下沉带来的影响。基于此非线性互作用工作方程组编写了数值计算程序。为了便于对行波管互作用进行模拟设计时选择最佳工作电压和输入功率,在程序中加入了扫描电压和输入功率的功能。对某行波管注波互作用过程进行了模拟,并分析了谐波和互调的影响。由于计算速度快,模拟结果较好,对螺旋线行波管的初步设计和验证具有较强的指导意义。 展开更多

关键词 行波管 CAD 注-波互作用 非线性 CHRISTINE

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螺旋慢波电路参数变化对行波管特性的影响 被引量：16

19

作者 朱兆君 贾宝富 罗正祥 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期23-27,共5页

借助于行波管CAD技术的发展,建立了螺旋线行波管三维电磁冷模型和注-波互作用大信号模型,就螺旋慢波电路参数在公差范围内外做细微变化时,所带来行波管冷热特性的影响进行了全面研究和讨论,得出了一些有用结论。这为生产厂家在考虑成本... 借助于行波管CAD技术的发展,建立了螺旋线行波管三维电磁冷模型和注-波互作用大信号模型,就螺旋慢波电路参数在公差范围内外做细微变化时,所带来行波管冷热特性的影响进行了全面研究和讨论,得出了一些有用结论。这为生产厂家在考虑成本的前提下,有效控制工艺参数,提供了具有实际指导意义的参考。 展开更多

关键词 螺旋慢波电路 行波管CAD 冷热特性 注-波互作用

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螺旋线行波管的时域粒子模拟研究 被引量：6

20

作者 李国超 肖刘 +1 位作者 郝保良 刘濮鲲 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期374-379,共6页

基于粒子模拟技术研究了螺旋线行波管的时域非线性理论,慢波结构中的场通过螺旋带模型求解得到,并考虑了夹持杆和屏蔽桶的影响,推导得到了注-波互作用的动理学方程;聚焦磁场可以是直流磁场也可以是周期永磁场;用泊松方程求解得到空间电... 基于粒子模拟技术研究了螺旋线行波管的时域非线性理论,慢波结构中的场通过螺旋带模型求解得到,并考虑了夹持杆和屏蔽桶的影响,推导得到了注-波互作用的动理学方程;聚焦磁场可以是直流磁场也可以是周期永磁场;用泊松方程求解得到空间电荷场;注-波互作用方程用MacCormack的差分格式进行计算。给出了时域计算得到的瞬态特性,并与基于一维Christine及三维Christine理论的计算结果进行了比较。 展开更多

关键词 螺旋线 行波管 注-波互作用 时域

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