均匀轴对称系统TM模式电子回旋脉塞动力学理论

本文给出了均匀轴对称系统内任意TM模式电磁波和任意次回旋谐振波互作用的动力学理论。从线性Vlasov—Maxwell方程出发,利用电子回旋中心坐标系中场的局部展开方法,导出了TM模式电子回旋谐振脉塞的普遍色散方程。使用计算机求解色散方程得到了色散曲线,并对各种不稳定性机理进行了较详细的讨论。     

带状电子注驱动的准光谐振腔回旋管

回旋管作为一种重要的真空电子源,能够在毫米波和太赫兹频段生成高峰值以及高平均功率的电磁辐射,在波谱学、雷达、通信、生物医学等领域具有广泛的应用前景。传统的回旋管将不可避免地面对激烈的模式竞争问题,引入准光谐振腔将有望大大减小模式竞争的激烈程度。本文基于电子回旋脉塞理论,将准光谐振腔及带状电子注进行结合,以期实现更高的输出功率及效率。仿真结果表明,在电子电压为40 kV,背景磁场为8.4 T时,设计的准光回旋管能在220 GHz频点处产生6.1 kW的输出,电子效率达到6.1%且在一段时间内能稳定运行。本文结构将可能为高频段乃至高次谐波工作的回旋管设计提供全新方案,从而进一步用于通信、雷达等领域。     

离子通道电子回旋脉塞

研究了一种新的高功率等离子体毫米波辐射系统—离子通道电子回旋脉塞（ＩＣＥＣＭ）．论证和分析了该系统电磁不稳定性的存在及其特征，并与其它电子回旋脉塞进行了比较．通过文中的三维线性理论分析，初步展示了这一系统的基本特性．     

TE22,6模式—高斯波的准光模式转换器设计

准光模式转换器是高功率毫米波回旋管的重要组成部份,能够实现电磁波与电子注的分离、隔离波的反射,并实现回旋管的高斯波束输出。基于耦合波理论,分析设计出用于频率140 GHz、TE22.6模式回旋管的Denisov辐射器;基于几何光学理论,设计出准光反射镜面系统,并采用Feko软件进行优化。计算结果表明,所设计的准光模式转换器系统的转换效率约为97.3%,波束的高斯含量约为93.3%,达到了回旋管的应用需求。     

相对论回旋电子注与驻波场互作用的数值计算

本文从相对论电子运动的基本方程推导出横电(TE)模式下回旋电子注速度相位空间的运动方程。它们适合于回旋振荡管互作用空间的数值计算。对于频率为10GHz的变截面腔TE_(011)场型,工作在回旋基波的回旋振荡管的计算,获得了电子效率为57％和轨道效率为72％的结果。对于频率为35GHz均匀截面腔TE_(021)场型,二次回旋波的回旋振荡管得到了电子效率为26％和轨道效率为40％的结果。文中还讨论了开放式谐振腔纵向场分布函数G(T)、腔体内场幅E_0、电子注半径R_b和轴向磁场B_0等因素对回旋管参量的影响,并给出了相应的结果。     

利用非线性电场的电子回旋脉塞

电子回旋脉塞(ECM)——一般称为回旋管,是利用回旋电子的相对论群聚效应而产生受激辐射的一种毫米波大功率器件。回旋管突破了传统微波管尺寸受波长的限制。但是它需要有相对论性的电子能量,因而需要高压电源设备,较适合于大功率的场合。本文介绍一种新型的电子回旋脉塞,它利用非线性电场参与对回旋电子的互作用,使非相对论的电子也能产生空间的相位群聚效应,因而产生受激辐射。这种新工作原理的ECM既能利用回旋管所用的高频系统(如过模波导或开放式谐振腔)而较少受波长的限制,又不象回旋管那样需要高的工作电压。本文在简单回顾相对论电子回旋脉塞的工作原理之后,介绍这种新型器件的工作原理及实验结果。     

静电电子回旋脉塞中一类特定奇点的半经典理论

本文用半经典理论研究了静电电子回旋脉塞,导出了一大类特定奇点的表达式。结果表明,本文得到的表达式具有普遍意义,从而进一步预言了与该类奇点相应的不稳定性。看来,半经典理论方法不失为研究静电电子回旋脉塞的一种有效途径。     

具有正交直流场的边廊模(TEm11)回旋脉塞的研究

本文给出了具有正交直流场的边廊模回旋脉塞的线性和非线性分析。对模型的小信号起振,同轴腔内导体对模式的截止频率和分割度的影响以及外加电压对电子回旋频率,起振束功率和互作用效率的影响作了较详细的研究。计算表明,对m=2,互作用效率可达41%。我们还将其结果与相同条件下圆柱腔情况作了比较。这些分析有益于工程设计。     

静电电子回旋脉塞的理论分析

本文考虑了电子注厚度及交、直流空间电荷效应以后,对静电电子回旋谐振脉塞(EECRM)进行了理论分析,并讨论了其特性的变化情况。     

回旋返波管的线性研究

回旋返波管是基于电子回旋脉塞机理,具有宽频带连续调谐特性的毫米波、准毫米波大功率辐射源。在强干扰机、定向能电磁辐射武器、高性能材料处理和微波催化等方面具有重大应用前景,国际上很重视它的理论和实验研究。在此选择合适模式的一次谐波为例,对回旋返波管进行分析计算,得到色散方程、起振频率和起振长度等相关参数。着重以2A工作电流来分析起振长度和起振频率,得到了回旋返波管的基本参数,为_T-程设计回旋返波管提供了一定参考。     

回旋管中电子与波的非线性互作用过程研究

本文采用实际的圆柱腔回旋管模型,由电子的相对论运动方程导出描述电子与波非线性相互作用的振动方程和慢变耦合方程组,并在均匀磁场与线性递增磁场两种工作条件下,对电子与波的互作用过程进行了数值模拟。画出了电子相轨迹图和相空间分布,阐明了不同工作磁场下回旋管中电子与波的非线性相互作用过程和电子群聚特点。     

回旋自谐振脉塞的Bragg腔设计分析

回旋自谐振脉塞是一种工作在毫米，亚毫米波段，兆瓦级以上功率的相干辐射器。本文叙述了回旋自谐振脉塞的基本原理，着重给出谐振系统－Ｂｒａｇｇ腔的分析设计方法和计算结果。从皱纹波导理论出发，根据它的分布反射特性，推导出一个相关参数ｓ．利用ｓ参数结合实例可以较为简捷地设计，选择Ｂｒａｇｇ腔的工作模式。     

强功率毫米波,亚毫米波辐射源

本文评述了强功率毫米波、亚毫米波辐射源的用途,和相应20种器件的原理及进展。文中指出,回旋管仍然具有很强竞争力,而回旋自谐振脉塞值得优先发展。     

回旋自谐振脉塞中束波互作用关系

从状态方程出发,通过四度空间的Maxwell方程协变形式、电磁张量、能量-动量张量在电子注坐标上进行相对论变换,研究了回旋自谐振脉塞的互作用过程,导出了新的互作用状态方程。理论上证明了CARM中工作在TEmn模无纵向电场分量情况下电子注交换纵向能量的机制是存在的。     

220 GHz回旋速调管放大器互作用理论的研究

应用注波互作用非自洽非线性模拟程序,对220GHz回旋速调管放大器的注波互作用进行了研究;分析了工作电流、工作电压、直流磁场对电子注效率影响。模拟结果表明,设计出的双腔回旋速调管放大器的电子效率为48%,相应的输出功率为20 kW。     

论电子回旋脉塞动力学理论的两种方法

本文讨论了电子回旋脉塞动力学理论的两种方法:一种是由美国海军研究实验室的科学家们提出的在波导轴坐标系中进行积分的方法;另一种是由本文作者提出的以电子回旋中心坐标系中场的局部展开为基础的方法。文中详细地分析了两种方法的区别,指出后者所具有的特点,它不仅更为简捷,具有更明确的物理意义,而且在平衡分布函数的选择上可以自然地导出适合的空间分布。     

空间非线性静电场回旋微波激射器

电子在强空间非线性静电场作用下,做回旋运动所产生的电子回旋微波激射不稳定现象,已经有人作过研究。这种现象是快波放大的机理。本文从电子的非线性运动方程推导出与能量有关的谐振频率方程。确定了计算特殊场分布的方法。对相位群聚与微波放大增长率进行了预算。计算表明,如果静电场的非线性强,那么几个电子伏特的低能电子就可能产生放大作用。文中以一种初级的实验证实了这种不稳定性的存在。     

复合场电子回旋脉塞非线性计算机辅助分析

本文对纵向静磁场径向静电场构成的复合场电子回旋脉塞进行的非线性计算机辅助分析表明,径向静电场使电子角向群聚发生实质性变化。     

论电子回旋中心法的物理基础

本文讨论了回旋中心法的物理基础及其所揭示的在回旋脉塞中所发生的物理现象。根据上述讨论证明了这一理论的优越性。文中还指出了万遂人(1985)文章中存在的一些问题。     

回旋自谐振脉塞中束波互作用关系

从状态方出发，通过四度空间的Ｍａｘｗｅｌｌ方程协变形式、电磁张量、能量、动量张量的在电子注坐标上进行相对论变换，研究了回旋自谐振脉塞的互作用过程，导出了新的互作用状态方程。理论上证明了ＣＡＲＭ中工作的ＴＥｍｎ模无纵向电场分量情况下电子注交换纵向能量的机制是存在的? ?