同轴腔电子回旋微波激射器电子效率的研究

通过非线性模拟计算同轴腔电子回旋微波激射器的电子效率,结果与德国卡尔斯鲁研究中心研制的同轴腔电子回旋微波激射振荡器的实验效率比较吻合,进而通过提高初始横纵向速率比和引入坡度磁场,使器件的电子效率从26.7%提高到34.6%.这种效率放大的物理机制是:坡度磁场改变了相对论电子的运动条件,有效地改善了波束互作用过程中电子的群聚状态,从而提高了电子束的换能效率.     

电子束与等离子体互作用产生的宽带微波辐射

近年来，电子束与等离子体互作用产生高功率宽带微波辐射，由于其具有可调谐等优点而受到国际上普遍关注，这一互作用过程的辐射机制目前大致分为等离子体辐射和电子束辐射两大类，本文在简介了有关实验情况后，对几种辐射机制，包括逆Ｃｏｍｐｔｏｎ散射，孤立子场中群聚电子的辐射，非线性等离子体电流引起的辐射等作了评述。     

耦合腔行波管大信号注波互作用研究与设计

行波管中注波互作用的特点是电子的速度调制、群聚及其与高频场的能量转换等过程沿整个慢波结构连续且同时进行,这是行波管可以在很宽频带内得到大输出功率的原因。在研究冷腔特性的基础上,使用三维PIC粒子模拟软件定量分析了耦合腔行波管的大信号注波互作用过程,完成了X波段连续波行波管的设计。设计参数:工作频率7.18.5GHz,带宽18%,最大输出功率3kW。     

X 波段注入锁定相对论返波管设计

为实现X 波段的相干功率合成,提出了一种高功率的注入锁定相对论返波管模型。器件在结构上分为输入腔和 输出慢波结构：输入腔用于减少注入微波的泄漏,同时腔内的驻波电场可以有效调制电子束;输出慢波段实现调制电子 束的换能输出。模拟表明该结构在注入功率6 kW 的条件下,可以实现2.5 GW输出微波的相位控制。     

X 波段50MW 高功率速调管注波互作用系统的研究

高功率X 波段速调管必须依靠高性能的注波互作用段来实现,互作用段的作用是使入射的连续电子注逐步 转化为分离的群聚块,之后在通过输出腔的过程中,间隙电场使群聚块减速将电子的动能转化为微波能量向外输出。 速调管的注波互作用段由一组性能参数各不相同的谐振腔组成,各腔的谐振频率、品质因数、特性阻抗以及沿轴线的 分布位置等均对整管的效率、增益和输出功率有直接的影响。我们首先使用基于圆环模型的2.5 维注波互作用程序通 过反复优化找到了一组基本参数,随后在CST 中建立了三维仿真模型对该结构进行了验算,实际计算表明在电子注 电压和电流分别为440kV 和350A 时,速调管的输出功率大于50MW,所得结果满足设计要求。     

耦合双腔回旋管的束波互作用分析

本文导出了回旋管中电子与高频场同步互作用方程的普遍形式,考虑了导引中心漂移和场分布相位变化的影响,利用一个双腔回旋管模型,通过调节场分布f(z),计算了TE021模二次谐波单模工作时的互作用效率。计算表明,对=1.5,效率可高达53％。我们还讨论了双腔结构的特点;对单、双腔电子群聚过程进行了比较;分析了导引中心漂移和场分布相位对互作用的影响。     

长脉冲相对论速调管放大器杂频振荡的分析与抑制

分析了S波段长脉冲相对论速调管放大器(RKA)输出微波杂频振荡和功率波形包络振荡的主要根源,采用粒子模拟程序对RKA电子束尺寸和阻抗、群聚距离、输出腔有载Q值、引导磁场、注入微波等参数的调节,有效抑制了杂频振荡. 根据分析结果开展了相应的实验研究,得到了较好的实验结果,输出微波由300MW提高到540MW,脉宽由50ns提高到120ns,辐射微波重复频率20Hz,束波转换效率30％,杂频振荡得到了有效抑制.     

大迴旋半径迴旋速调管的线性理论

本文采用扰动方法,详细研究了大迴旋半径迴旋速调管,导出了电子群聚、注-波互作用功率、增益等表达式。研究了电子的纵向群聚运动,发现电子的纵向群聚行为能对电子与波的互作用产生不可忽略的影响。并且求得了相应的电子群聚、增益等修正表达式。     

0.3T Ku波段返波管的低磁场特性研究

为了实现相对论返波管振荡器（RBWO）永磁包装,本文采用Magic模拟软件在0.5T低磁场相对论返波管（RBWO）器件结构基础上,通过在器件慢波结构末端添加一个部分反射腔,减小电子束质量对束波转换影响,即减小引导磁场的影响,实现了Ku波段相对论返波管振荡器0.3T磁场下运行.当电子束束压600kV、电子束束流7kA时,模拟得到器件输出微波功率740MW,效率18%.尽管该器件的效率低于0.5T磁场下的效率（25%）,然而0.3T引导磁场在工程上更容易实现.结合小型化的脉冲功率源进行实验研究,当二极管束压580kV、束流6.5kA,实验获得功率600MW,频率13.10GHz,脉宽25ns的微波输出,该器件的研制可以促进高功率微波（HPM）系统小型化的发展.     

四腔强流相对论速调管中高次模振荡的抑制

描述了在四腔强流相对论速调管模拟设计过程中出现的由于腔间耦合产生的高次模振荡现象。分析了这种振荡产生的原因．并从整管结果上探索了抑制这种高次模振荡的方法。利用MAGIC模拟软件,通过研究谐振腔Q值、漂移管长度、以及束波互作用程度等参数的变化对腔间耦合的影响,在极小程度降低输出微波功率的情况,有效抑制了腔间耦合。最终在功率10kW、频率2．88GHz的注入微波激励下,获得了功率3．7GW、效率22％、增益56dB且频谱纯的输出微波,有效抑制了高次模振荡。     

一种非线性电路的容差性分析方法

电路容差性分析是预测电路性能参数稳定性的一种方法,该方法主要研究电路中各组成部分参数偏差的变化对电路性能容差的影响,包括元器件的公差、环境条件的影响以及性能的退化效应等方面。以笔者实际应用中的电路为例,阐述了非线性电路容差性分析的方法及注意事项,使工程人员能更容易理解计算机分析方法,也为非线性电路的容差性分析提供一种新思路。     

一种基于独立分量分析的图像融合方法

独立分量分析是一种基于高阶统计量的信号分析方法,近年来在图像处理和信号处理领域发挥着越来越重要的作用,因此也逐渐得到了人们广泛的关注和研究。本文提出了一种基于独立分量分析的图像融合方法。文中首先介绍了3种常用的图像融合方法：加权平均法、主成分分析法和小波变换法;然后在ICA模型的基础上提出了基于独立分量分析的图像融合方法;最后通过实验验证了该算法的有效性。     

提高天线丝杠传动速度的热应力分析

传动链末级采用丝杠传动的天线转速较低。为了最终提高天线转速,针对传统的结构计算的欠缺,提出了一种基于有限元热-结构耦合分析的设计方法。该方法利用动力学分析功能,结合传热学原理求解热流传递数值;通过引入数值结果的热-结构耦合分析,得到速度与应力的对应关系。通过动力学分析、热分析和静力分析的有机结合,对该类型结构计算进行了有益补充。结合工程案例示范,展示了该方法的应用前景。     

可约割集和可约回路及其在网络分析中的应用

本文以梯形网络为讨论对象,提出可约分的独立割集和可约分的独立回路的概念。从而导出结构分析法,解决了常规网络分析法中某些研究得尚不透彻的问题。结构分析的结果与状态空间分析法所得结果完全一致,而且使用简便。最后给出了实例。     

基于区间线性方程组解的电路容差分析

本文改进了文求解区间线性方程组的算法，在保留原算法优点的同时使其满足电路容差分析的要求，以该算法为核心，给出了两种电路稳态响应的容差分析方法：快速算法和精确算法，同时利用时域分析与频域分析的转换关系，给出了电路时域响应的容差分析。本算法在有效性、实用性以及分析奇异点响应能力上较之现有方法有较大的改进。     

基于证据理论的系统非概率可靠性分析

为实现对复杂电子学系统进行可靠性量化分析,提出了一种基于证据理论的电子学系统非概率可靠性分析方法。利用证据理论来表征单元可靠性的不确定性,并通过响应函数获得系统的非概率可靠性输出,其区间的上下界分别为似真函数和信任函数,从而实现了不确定性的传播。与传统的概率可靠性分析方法相比,该方法不需要先验概率和条件概率,因而适合于对小子样的电子学系统进行可靠性量化分析,仿真结果表明了该方法的合理性及有效性。     

探地雷达多目标识别方法的研究

与现有的机器学习算法相比,在有限样本的情况下,支撑矢量机具有更强的分类推广能力。该文在提出利用非线性映射进行探地雷达目标识别的基础上,将多目标识别支撑矢量机与探地雷达目标识别相结合,得到了基于一对一(One against one) 支撑矢量机的探地雷达多目标识别方法。所提方法包括基于一对一的探地雷达多目标识别方法、交叉验证的参数选取方法、多通道识别方法;并且和传统的神经网络识别方法进行对比分析。所提识别方法可以与各种目标特征选取方法相结合。对实测数据的对比处理表明所提方法优于传统探地雷达目标识别方法,所得结论对探地雷达目标识别的研究有指导意义。     

一种基于奇异值分解的功耗轨迹筛选方法

功耗分析攻击是侧信道分析中针对密码设备最有效的分析手段之一,它利用密码设备消耗的功耗来分析密码设备的敏感信息.差分功耗分析是最早提出的功耗分析方法,也是目前最基本的分析方法之一.但是在实际使用差分功耗分析过程中,由于功耗轨迹存在噪声等因素,往往使得花了较多的功耗轨迹,差分功耗分析的效果一般,难以恢复出正确密钥.针对这个问题,本文提出了一种基于奇异值分解的选择功耗轨迹方法,这种方法可以选择一些质量好的功耗轨迹用于差分功耗分析,提高差分功耗分析的攻击效率.本文的实验验证了该方法的有效性,在同等分析条件下,对于我们自己采集的功耗数据,使用该方法情况下仅需124条功耗轨迹就可以达到80%的成功率,而普通差分功耗分析需要490条;对于DPA Contest 2008/2009提供的数据,使用该方法仅需53条功耗轨迹可以达到80%的成功率,而普通差分功耗分析需要195条.两个不同的实验对象都说明了该方法的有效性.     

视觉注意驱动的基于混沌分析的运动检测方法

提出了视觉注意驱动的基于混沌分析的运动检测方法(MDSA)。MDSA首先基于视觉注意机制提取图像的显著区域,而后对显著区域进行混沌分析以检测运动目标。算法技术路线为:首先根据场景图像提取多种视觉敏感的底层图像特征;然后根据特征综合理论将这些特征融合起来得到一幅反映场景图像中各个位置视觉显著性的显著图;而后对显著性水平最高的图像位置所在的显著区域运用混沌分析的方法进行运动检测;根据邻近优先和返回抑制原则提取下一最显著区域并进行运动检测,直至遍历所有的显著区域。本文对传统的显著区域提取方法进行了改进以减少计算量:以邻域标准差代替center-surround算子评估图像各位置的局部显著度,采用显著点聚类的方法代替尺度显著性准则提取显著区域;混沌分析首先判断各显著区域的联合直方图（JH）是否呈现混沌特征,而后依据分维数以一固定阈值对存在混沌的JH中各散点进行分类,最后将分类结果对应到显著区域从而实现运动分割。MDSA具有较好的运动分割效果和抗噪性能,对比实验和算法开销分析证明MDSA优于基于马塞克的运动检测方法（MDM）。      

高功率激光装置靶场光学系统的误差分析

基于高功率激光装置主激光束精确打靶的需要,应用误差分析方法为装置的工程实施和单元技术的改进提供理论指导.针对装置在每发打靶前多应用自动准直技术来消除存在的误差,而传统的误差分析方法即随机误差和传统误差又未能进行全面系统的分析,提出了新的激光瞄准误差分析方法:静态误差和动态误差的划分.通过对靶场光学系统全面的误差分析,获得激光瞄准精度的普适性公式,并验证了该误差分析方法的正确性和可行性.