能散度对束输运和聚焦的影响

为了分析不同能散度的入射束流在直线感应加速器加速段和聚焦段的行为，利用束包络计算模型进行了计算考察，给出束流不同能散度对聚焦焦斑造成模糊范围的大小。计算结果表明，降低入射束流的能散度可显著降低焦斑的模糊范围。同时通过近似计算给出了由于加速间隙电压波动引起束聚焦焦斑模糊范围增大的上限值。     

基于直线感应加速器的非相干太赫兹源设计

太赫兹波的产生途径有很多,本文通过理论设计和数值计算模拟了利用强流直线感应加速器神龙一号来产生 THz波。神龙一号直线感应加速器能够产生最大能量~20 MeV、束流强度~2 kA、脉冲宽度~60 ns 的脉冲电子束,脉冲电子束以不同能量通过偏转半径不相同的偏转磁铁后可以辐射出具有连续频率的太赫兹波。模拟计算了不同能量下的电子束通过偏转半径分别为0.2 m、0.5 m和1 m的偏转磁铁后得到的太赫兹波频率与电子束能量、磁铁偏转半径等的关系,太赫兹波的频率范围可达0.1 THz~9 THz,最大瞬时辐射功率~0.5 W。最后根据神龙一号直线感应加速器漂移段布局,设计得到偏转半径为0.5 m的偏转磁铁结构以及模拟结果。     

时变透镜设计理论研究

时变透镜是针对猝发多脉冲直线感应加速器(LIA)聚焦后的焦斑一致性调节问题所提出的新型装置。本文提出了时变透镜的2种设计方案,并且用PIC方法模拟了束流经过时变透镜的聚焦过程。通过与常规磁透镜的聚焦效果相对比,验证时变透镜对束流的焦距和焦斑半径具有一定的调节作用,从理论上证明了时变透镜方案的可行性。最后提出了设计中遇到的问题,从而确定了进一步的研究工作。     

钮扣电极优化设计

对于直线感应加速器的束位置探测，钮扣电极这种电容耦合型探测器是一种新的束流诊断手段。本文介绍了钮扣电极的工作原理，以及在研究这种探测器能否应用于直线感应加速器过程中，它的最初设计和根据实验结果对设计进行的改进。改进后的设计基本能够正确反映束流波形并且对束位置的测量精度达到亚毫米量级，在实验中得到了较理想的结果，证明钮扣电极可以用于电子直线感应加速器的强脉冲束位置探测。     

直线感应电机模型分析与直接转矩控制系统仿真

考虑直线感应电机的动态纵向边缘效应，建立直线感应电机数学模型。推导出直线感应电机直接转矩控制的数学模型，用Simulink建立直线感应电机直接转矩控制系统仿真模型，对考虑与不考虑边缘效应的直接转矩控制结果做出比较。结果证明了考虑边缘效应的数学模型正确性与有效性，并且考虑边缘效应后控制系统的动态性能更好。     

老虑边缘效应直线感应电机矢量控制系统仿真

考虑直线感应电机的动态纵向边缘效应，建立直线感应电机数学模型。利用Simul建立了矢量控制模型，对考虑与不考虑动态纵向边缘效应的仿真结果作了对比，结果证明了考虑边缘效应的正确性与有效性。     

相关学科与技术

0506874两种流态并存区域上井流问题的渗流速度[刊,中]/刘元会//纺织高校基础科学学报.—2004,17(3).—213-216(E2)0506875直线感应加速器机械轴精密对中方法[刊,中]/李洪//强激光与粒子束.—2004.16(10).—1349-1352(F)介绍了大型直线感应加速器机械轴精密对中安装方法和工艺。直线感应加速器由多个组元连接而成,总长几十 m。采用激光跟踪仪并配以全站仪、水准仪进行准直测量,再用专门设计的高精度调节机构调节,可使机械轴的准直达到较高的精度。分析了准直安装各步骤能达到的精度,研究了几十 m 长机械轴准直控制测量网的建立和理论坐标值的修正。参5     

自由电子激光器及其发展

本文阐述了自由电子激光器的基本工作原理及其类别。同时,还对高频直线加速器驱动的自由电子激光器、线性感应加速器驱动的自由电子激光器、储存环自由电子激光器振荡和远红外自由电子激光器进行描述。并详细论述其发展趋势。     

实验室冲击电压法模拟感应雷的理论建模与应用

研究了冲击电压法模拟感应雷，给出了实验室模拟装置产生的感应场和自然界中真实雷电辐射场之间的定量对应关系。与前人的工作不同，在感应雷的理论计算过程中，考虑了相对论效应，对感应雷的计算模型进行了完善；对于实验室用冲击电压法模拟感应雷的机理、模型做了深入研究，给出电磁模型，计算结果与实测值符合很好；并给出具体计算结果。     

自动门用直线感应电机设计与仿真

直线感应电机传动结构在自动门中的应用越来越广泛。本文设计出一种自动门用的直线感应电机,并进行了有限元软件的电磁场仿真和运动仿真,将电磁设计结果与仿真结果进行比较,两者相吻合。从而验证,该直线电机电磁设计具有可行性。     

带状电子注聚焦系统设计

通过理论分析、数值模拟和实验研究了PCM 结构聚焦椭圆带状电子注的可行性。利用三维PIC 粒子模拟软 件模拟了椭圆带状电子注在PCM 结构行程的周期磁场中的传输过程,结果显示：截面为10x0.4 mm2 的椭圆带状电子 注在12x0.8 mm2 的矩形通道中稳定长距离传输120mm 无截获。对PCM 聚焦结构的磁场进行了测试,测试结果与数 值模拟结果相符。实验并研究了该PCM 聚焦系统约束带状电子注的能力,测试用速调管的设计电压为75kV,在56.8kV 时的直流通过率达到52.1%,并随着工作电压的升高呈上升趋势。     

一维阵列电子注平面聚焦系统磁场分布特性

针对平面集成行波管对一维阵列电子注聚焦的应用需求,设计了4通道电子注平面磁聚焦系统。将各通道磁场轴向和横向分量沿轴分布特征计算结果与测试结果进行对比,确认了Opera软件计算磁场分布特征的准确性。为与轴对称周期永磁(PPM)聚焦系统电子注通道内磁场分布特性进行对比,建立了轴对称PPM聚焦系统模型,测试结果与计算结果一致性较好。通过平面聚焦系统与轴对称PPM聚焦系统电子注通道内的磁场纵向和横向分布特性对比表明,两种聚焦系统电子注通道内纵向和横向磁场具有相同的分布特征,在离轴相同位置的圆周上横向磁场分量与轴向分量的比值均为B_x/B_z≈0.11,该平面聚焦系统可实现一维阵列圆形电子注的良好聚焦。     

Effect of Attenuator on BWO Start Oscillation Condition in a Helix Millimeter Wave TWT Under Magnetic Focusing

In a practical helix millimeter wave traveling-wave tube (TWT), there are always magnetic focusing system for constraining the electron beam as it passes through the interaction region and attenuator for suppressing the oscillations, including backward-wave oscillation (BWO) and improving the output power. In view of the attenuator and magnetic focusing system, a 2D linear theory is employed to analyze BWO start oscillation condition. Numerical results show that the start oscillation length of the millimeter wave TWT decreases when the start position of the attenuator is close to the input section of the slow wave structure (SWS), and that it increases with the decrease of the attenuation length or the increase of the attenuation quantity. Therefore, in order to predict the BWO accurately, we should take into the attenuator and magnetic focusing system account.     

耦合腔行波管PPM聚焦系统横向磁场分析

借助三维静磁场分析软件,模拟仿真了两种非旋转对称PPM聚焦系统的内部磁场：极靴耦合槽分别呈180°和0°排列。根据仿真结果分析了阿良莫夫斯基关于PPM聚焦系统磁场实验中的横向磁场成因;总结了铁制加载头对PPM聚焦系统横向磁场的改善效果以及对磁饱和的影响。最后归纳出横向磁场的3种成因,分别阐述了铁制加载头对其影响;给出了...     

一体化电磁聚焦系统加载技术的研究

为了提高行波管用电磁聚焦系统的效率,在一体化电磁聚焦系统的无加载设计基础上,进行了加载技术的研究,通过使用CST软件和MTSS软件进行仿真设计,然后进行装管验证。研究结果表明：对某X波段大功率耦合腔行波管的一体化电磁聚焦系统进行加载后,可实现对电磁聚焦磁场的局部调节,且基本不影响相临区域的磁场,在获得相同磁场强度的条件下,线包的耗散功率降低了3%左右。因此,对一体化电磁聚焦系统进行加载技术的研究有较好的实际意义。     

周期永磁聚焦系统二维二次有限元法研究

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。     

多功能8字线圈的优化设计与实验

为了改善线圈磁聚焦性能,扩大线圈功能应用,改进8字线圈,通过混合优化算法优化线圈主要可变参数,得出不同尺寸的8字线圈.建立线圈仿真模型,优化仿真分析8字线圈的聚焦性与功能效果.制作与仿真模型一致的实验模型,使用长为1m、宽为1m、厚度为5 mm的均匀钢板与一根实心导管来测试验证仿真结果.通过对比函数证明了理论仿真的有效...     

Theory of resonant relativistic oscillator with nonuniform focusing field

The two-dimensional model of millimeter wave resonant O-type oscillator (as orotron, ledatron, resonant BWO, etc.) with a relativistic electron beam is analyzed. The selfconsistent nonlinear simultaneous equations have been obtained for the arbitrary space distribution of the magnetic guide field. The start generation characteristics are analyzed under small-signal conditions with an analytical solution taken for the case of inclined focusing magnetic field. It is found that the efficiency of electron-wave interaction appreciably depends on the focusing field strength and the relativistic mass factor. The results of numerical optimization of the guide field structure are presented to show possibility of improvement of the start characteristics of the oscillator.     

一种跨介质的空中-水下激光致声探测技术研究

跨空水介质间的探测技术是世界主要海洋国家的热点研究问题。为研究空中平台与水下的激光致声探测技术,文中在光击穿机制下采用纳秒脉冲激光与水听器之间的光声信号转换来进行空-水跨介质探测模拟实验研究及验证工作。搭建了激光致声空气-水下实验测试系统,采集了激光声扫描探测数据,对典型实验数据在时域内进行分析得出了激光激励声波的传播特性,根据时间互易原理实现了水下激光声信号的三维探测成像。利用有限元法进行激光在水下激发声波及传播的数值仿真,据此对实验进行了验证。此外,从仿真中发现通过提高脉冲能量至2.8×1010 W/cm2所激励的声波在传播400 m后仍能观测出明显的信号,信噪比约为11.3 dB,证明了百米级传输及探测的可能性。此研究结果为采用激光致声技术进行跨空-水介质探测提供了依据。