E波段折叠波导行波管集成极靴结构设计及仿真

为进一步提升毫米波折叠波导行波管的输出功率,通过整体加工的工艺方法,将折叠波导慢波结构和周期永磁聚焦系统在母材上同时加工,形成一种集成极靴结构。基于圆形注电子光学系统,设计了E波段折叠波导行波管的集成极靴结构。利用三维电磁场模拟软件(CST)的微波工作室,设计并模拟了慢波结构的冷特性参数,并根据慢波结构尺寸设计周期永磁聚焦系统。通过电磁工作环境仿真软件(OPERA)对磁场进行仿真验证,最终整管粒子数值模拟(PIC)计算结果表明,在61~71 GHz频带内可获得大于1 kW的饱和输出功率。该集成极靴结构在提供强轴向磁场的同时,具有结构紧凑、散热性好等优点。     

毫米波耦合腔行波管非旋转轴对称PPM聚焦系统中的横向磁场

本文对一种能适应低电压大功率应用需要的毫米波耦合腔行波管的复合型PPM聚焦系统进行了分析,研究了系统中旋转轴对称性引起的横向磁场,探讨了极靴饱和以及加工和装配误差对聚焦系统的影响,并给出了有关的计算公式。     

磁性复合材料的研究现状

磁性复合材料主要分为永磁复合材料和软磁复合材料两大类。稀土永磁材料是最早发展起来的永磁材料，一直占据主流地位。它是稀土元素和过渡族金属形成的一类高性能永磁材料，其性能特征是磁化强度高，剩余磁感应强度高，矫顽力性能较好，且是目前种类最多和应用最广的磁性材料。这类材料径历了SmC05、Sm2Co17、Nd2Fe14 B等3个发展阶段，目前Nd—Fe—B永磁材料以其高性能、轻型和微型的特征独占鳌头。目前有报道称可以得到磁能积达558．4kJ／m^3的烧结NdFeB永磁体，但其加工性能较差。     

行波管；集成极靴式磁聚焦系统；磁感应强度；数值模拟

集成极靴式互作用系统在高频段行波管中有着巨大的应用潜力,而在其设计和应用过程中,最大限度地克服横 向磁场是一个十分重要的问题。介绍了集成极靴式互作用系统的结构单元、工作原理和比较优势;基于一段特定几何尺 寸的集成极靴式互作用系统,先定性分析了影响其磁场分布的关键参量,然后利用CST 静磁工作室详细研究了各个参量 的变化与其磁场分布的相互关系。计算结果不仅可以进一步加深对矩形磁钢磁场分布的认识,也为集成极靴式互作用系 统的在高频段行波管中的应用奠定了基础。     

Hybrid结构的周期永磁聚束系统的研究

设计了Hybrid结构的周期永磁聚束系统,该结构不仅轴向磁感应强度很高,而且体系外的漏磁很弱。内径为15mm,外径为40 mm,周期为40 mm,径向磁环和轴向磁环厚度之比为1∶1的Hybrid-PPM结构,轴线上磁感应强度的峰值达到0.5 T,体系外漏磁小于0.06 T。对影响Hybrid结构的PPM磁场峰值分布的因素进行了分析,磁场分布的峰值随内径增大迅速下降;外径增大对峰值的影响不显著,当外径增加至与体系的周期相当时,峰值几乎不变;体系的峰值随周期长度的增加迅速增大;体系的峰值与周期内径向磁环与轴向磁环厚度的比值有关,周期一定时,存在一个最佳的比值点,磁场的峰值达到最大。     

文摘

专利文摘大功率行波管电子枪(英) No.1178618 具有均匀纵向速度的低噪声、高导流系数空心注,由圆锥形空心阴极所产生。围绕着此阴极有一相似形状的加速极,用来产生一个进入阴极活性层的均匀电场。阴极位于磁场内。行波管磁结构(英) No.1178733 本专利叙述一种新型的聚焦电子注(O型器件)和传播电子注(M型器件)的磁结构。其特点在于在调节场强时不改变磁力线形状,这种改良结构由包括极靴的永磁铁和电磁铁组成:极靴形成空隙;电磁铁安置在空隙处。这样,改变电磁铁铁芯的电流,就能改变空隙磁通量密度。     

多注周期永磁聚焦系统横向磁场的研究

从理论上对多注行波管周期永磁聚焦系统横向磁场的性质以及对电子注聚焦的影响进行了讨论,并借助仿真手段分析了一五注耦合腔周期永磁聚焦系统各电子注通道轴内的横向磁场分布规律,讨论耦合槽结构对横向磁场分布的影响,并对横向磁场造成的电子注偏移进行了粒子模拟。     

基于强磁场下永磁材料磁滞特性的数值模拟

在永磁材料推广应用的过程中,其性能使用程度的提升成为了当前关注的焦点。另外,永磁材料在特殊材质下产生的磁场效应,也是行业研究的重点内容。只有事前充分模拟永磁材料的磁特性,后期实际的磁体结构所产生的真实磁场与计算出磁场的误差才会尽可能的降低,这样才能设计出符合实际生产所需的永磁体。本文基于强磁场下永磁材料磁滞特性的数值模拟有关问题研究,希望能够最大程度上克服传统简化模拟方法在强磁场永磁体数值计算中出现的误差问题,提升精准度,有效指导实践工作。     

厚膜永磁阵列表面磁场分布研究

厚膜永磁阵列是近年来 MEMS器件中的重要材料之一 ,研究其表面磁场分布对实际应用中永磁阵列单元几何尺寸的设计具有重要指导作用。文中建立了厚膜永磁阵列表面磁场分布的计算模型 ,并得到了永磁阵列表面磁场分布。结果表明永磁阵列表面磁场呈周期性分布 ,与磁体单元高度、宽度以及磁体单元间隔密切相关。     

行波管中聚焦磁场对互作用影响的研究

本文应用MAGIC模拟软件,研究了周期永磁聚焦螺旋线行波管中聚焦磁场的分布对电子轨迹的影响.分别模拟了电子的静态轨迹和互作用轨迹,通过对电子轨迹的分析,设计了一种渐变的磁场分布.应用MAGIC模拟软件对这种渐变磁场进行模拟仿真,结果显示这种渐变磁场可以有效抑制电子散焦,并通过仿真结果分析了如何设置这种新型磁场.     

干压磁场成型永磁铁氧体特性及其制造

简要介绍了永磁铁氧体的结构和磁特性，并结合实际生产工艺就干压磁场成型制造永磁铁氧体的过程提出了一些看法。     

浅谈粘结永磁材料

介绍了粘结永磁体的趋势和现状,着重讨论了其应用领域以及未来前景,阐明了粘结永磁材料以其特有的性能,将成为新一代永磁材料。     

Origami NdFeB Flexible Magnetic Membranes with Enhanced Magnetism and Programmable Sequences of Polarities

Permanent magnets are essential components for many biomedical systems and electromechanical devices, which may be made into flexible formats to achieve wearable monitoring and effective integration with biological tissues. However, the development of high‐performance flexible permanent magnets is challenging due to their ultrathin geometries, which contradict with the thickness‐dependent magnetic properties. In addition, magnetic membranes with controllable sequences of polarities are difficult to achieve. Here, origami techniques to achieve flexible permanent magnetic membranes with enhanced magnetic field strength and programmable sequences of polarities are presented. Linear Halbach arrays, circular Halbach arrays, and concentric magnets with thicknesses ranging from 130 to 500 µm and bending curvatures ranging from 0.039 to 0.0043 µm^?1 are achieved through different folding mechanisms. The origami membranes offer a maximum field intensity of 72 mT and extremely strong magnetic force of 0.21 N cm^?2, allowing various novel applications demonstrated through electronics interfacing, cell manipulations, and soft robotics. The origami techniques offer large magnetism and complex spatial field distribution, and enable practical use of thin flexible magnetic membranes in constructing miniaturized or even flexible electromechanical systems and biomedical instruments for magnetic resonance imaging, targeted drug delivery, health monitoring, and cancer therapy.     

行波管周期永磁聚焦系统的设计

论述了行波管周期永磁聚焦系统的基本原理及在此基础上利用现有的辅助设计软件包为行波管设计合适的磁聚焦系统的方法.利用该设计方法计算与模拟一个Ku波段小功率行波管的周期磁场,得到的结果与试验结果非常一致.这样就可以大大减少行波管磁聚焦系统的设计与调整周期.     

永磁式电磁流量传感器及其信号处理

采用永磁体励磁方式制成的电磁流量传感器,既保持了传统线圈励磁电磁流量计的不易堵塞、无压损等优点,又简化了电磁流量传感器的结构,降低了制造成本,并可充分发挥永磁体励磁方式的功耗低、响应速度快等优点。同时,引入了动态反馈控制的方法来消除电极信号中的极化电压,从而使永磁体励磁的电磁流量计应用于一般导电性流体的测量成为可能。     

永磁式电磁流量传感器及其信号处理

采用永磁体励磁方式制成的电磁流量传感器，既保持了传统线圈励磁电磁流量计的不易堵塞、无压损等优点，又简化了电磁流量传感器的结构，降低了制造成本，并可充分发挥永磁体励磁方式的功耗低、响应速度快等优点。同时，引入了动态反馈控制的方法来消除电极信号中的极化电压，从而使永磁体励磁的电磁流量计应用于一般导电性流体的测量成为可能。     

Extraordinary Magnetic Hardening in Nanowire Assemblies: the Geometry and Proximity Effects

Brown's theorem on coercivity of ferromagnetic materials has predicted that the coercivity level is substantially higher than in practice for all the materials studied in experiments in the past seven decades, which is known as the Brown's paradox. In this paper, a system with a coercivity close to the one predicted by Brown's theorem is investigated. Cobalt nanowires are obtained by chemical synthesis that give rise to coercive forces significantly higher than the magnetocrystalline anisotropy field, verifying the Brown's theorem. It is found that the coercivity is strongly dependent on the nanowire diameter, the alignment of the wires in an assembly, and the packing density of the assembly. An analysis based on the current experimental results and related literature reveals a coercivity ceiling in consideration of geometrical dimensions and the effective magnetic anisotropy. Quantitative information is obtained about the proximity effect on the coercivity and the magnetization which shows the correlation between the energy product and the packing density. Furthermore, it is found that by coating the nanowires with Fe, the energy density can be enhanced. These findings provide a guideline for materials design of future high-performance permanent magnets that take advantage of shape anisotropy at the nanoscale.     

Rare-Earth Permanent Magnet SmCo5 for Chiral Interfacial Spin-Orbitronics

Interfacially asymmetric magnetic multilayers made of heavy metal/ferromagnet have attracted considerable attention in the spintronics community for accommodating spin-orbit torques (SOTs) and meanwhile for hosting chiral spin textures. In these multilayers, the accompanied interfacial Dzyaloshinskii–Moriya interaction (iDMI) permits the formation of Néel-type spin textures. While significant progresses have been made in Co, CoFeB, Co₂FeAl, CoFeGd based multilayers, it would be intriguing to identify new magnetic multilayers that could enable spin-torque controllability and meanwhile host nanoscale skyrmions. In this report, first, thin films made of permanent magnet SmCo₅ with perpendicular magnetic anisotropy are synthesized, in which the deterministic SOT switching, enabled by the spin Hall effect, in Pt/SmCo₅/Ta trilayer is demonstrated. Further, the stabilization of room-temperature skyrmions with diameters ≈100 nm in [Pt/SmCo₅/Ta]₁₅, together with a skyrmionium-like spin texture in [Pt/SmCo₅/Ir]₁₅ multilayers is shown. Based on the material specific parameters, micromagnetic simulations are also carried out. The results confirm the presence of chiral spin textures in this new material family. Through interfacial engineering, the results thus demonstrate that rare earth permanent magnets could be a new platform for studying interfacial chiral spintronics.     

钕铁硼永磁材料的性能及研究进展

钕铁硼磁体被称为第3代稀土永磁材料,烧结钕铁硼磁体是目前综合磁性能最高的永磁材料。概述了钕铁硼永磁材料的研究进展和应用领域,介绍了钕铁硼磁体的性能及先进制备工艺,指出了目前国内钕铁硼磁体存在的主要问题及今后的研究方向。     

一种可调的新型永磁迴路

本文设计了一种可调的叠式钐钴永磁迥路。用三层径向磁化的钐钴磁体和软铁类磁导材料,借助于计算机,设计了沿轴向长2.0mm,磁场强度1.2kGs,波动±0.7％的均匀磁场,为高功率微波管的永磁聚焦系统提供了一种优良的永磁迴路。