等离子体阴极电子枪的实验研究

填充等离子体高功率微波器件具有独特的性能.然而等离子体正离子对电子枪的轰击通常会破坏材料阴极表面并降低其电子发射能力.解决此问题的一种新方案是采用等离子体阴极电子枪.本文设计制作了等离子体阴极电子枪,采用氦气馈气系统和脉冲调制器进行实验研究,得到电子枪放电电流与气体压强、调制器电压等的关系.实验表明,等离子体阴极可取代材料阴极作为大电流、长脉冲电子注源.     

高效率双波段同轴相对论返波管粒子模拟研究

提出了一种能在C 波段和X 波段实现稳定双频输出的带有谐振反射腔的单电子束同轴相对论返波振荡器,并使 用2.5 维全电磁粒子PIC 模拟软件进行了粒子模拟研究。模拟结果显示：在电子束电压510kV,电流9.03kA,引导磁场 0.73 T 的条件下,双频器件实现了8.1GHz 和9.9GHz 的双波段频率稳定输出,平均功率为0.95GW,波束互作用效率为 20.6%, 效率高于空心双波段返波管以及瓷绝缘线双频振荡器。     

带反射腔的双频相对论返波振荡器的粒子模拟研究

设计了一种带新型非对称反射腔的同轴相对论返波振荡器,实现了X波段的双频稳定输出。利用CHIPIC 2.5维粒子模拟软件进行粒子模拟研究。仿真结果表明,在强流电子束电压为480kV,电流为7.5kA,引导磁场为2.7T的条件下,得到稳定的双频输出,频率分别为8.7GHz,9.4GHz,平均功率800MW,效率22.2%。     

毫米波虚阴极器件的锁相

分析了毫米波虚阴极振荡器锁相同题，从经典理论出发，给出了主从锁相和互耦振荡器等同锁相满足的方程及数值计算结果，并进行了分析与讨论，其数值计算结果与理论分析结果相当吻合．     

EM—FEL边带不稳定性的动力学理论

本文从Ｖｌａｓｏｖ－Ｍａｘｗｅｌｌ方程出发，利用沿未扰轨道积分的方法，建立了无引导磁场电磁波泵自由电子激光（ＥＭ－ＦＥＬ）的动力学理论。首先讨论了在平衡状态下电子运动的特性，然后求出了普遍的色散方程。导出了平衡态分布函数分别为均匀分布、单能量分布和递减分布三种情况下的色散方程，求出了均匀分布情况下边带不稳定性最大线性增长率及相应的频率，对色散方程进行了数值计算，分析了ＥＭ－ＦＥＬ边带不稳定性的特点     

新型同轴慢波结构特性的研究

为了克服因增加返波管功率容量而引起的模式竞争问题,提出了波纹内导体同轴慢波结构,导出了该结构在冷腔时的TM0n模式色散方程,并数值计算和分析了该结构的色散特性。分析结果表明:采用该结构的返波管能够很好地改善模式竞争。     

基于高斯-赫米特源项展开法的X射线自由电子激光研究

利用光场的高斯-赫米特源项展开法,推导了粒子运动一维方程加三维修正和光场幅度、光束半径、瑞利参数的非线性方程组,编制稳态Matlab FEL code程序,初始粒子加载与国际通用软件Genesis进行对比,吻合很好。新程序对于X射线FEL理论研究的深化,实验装置的设计和改进具有重要意义。     

微空心阴极放电的计算机模拟

给出了圆筒形微空心阴极氦气放电的三维、时域、自恰流体方程组(粒子连续性方程、电子能量平衡方程和泊松方程)及其稳态的差分方程组和合理的边界条件，并利用计算机模拟计算，得出了放电稳态时形成的粒子密度、电子平均能量、电位等值线和电场分布图。结果表明在放电过程中存在明显的阴极位降区和负辉区，空心阴极效应明显，存在高能电子以及放电空间中以径向电场为主。并对计算结果进行讨论，为微空心阴极放电器件提供了理论依据。     

170 GHz兆瓦级回旋振荡管设计研究

该文基于广义传输线理论和电子回旋脉塞理论,考察模式谱、深入研究注-波耦合系数和不同模式的起振电流,选择TE_32,12模式为170 GHz兆瓦级回旋振荡管的工作模式。通过合理调整电子注工作参数有效抑制高次模谐振腔中的暂态模式,优化谐振腔的光滑缓变段来抑制寄生振荡模式。当电子注的横、纵速度比为1.3,引导中心半径为9.4 mm,电压为80 kV,电流为45 A,互作用磁场约为6.715 T时,该只优化设计的回旋振荡管在170.18 GHz频点输出功率超过1.8 MW,效率约为50%。此外,建立切合实际的电子注速度零散模型,讨论了速度零散对该只管子的性能影响。     

一种具有二次接线拔插功能的电源变压器的研究与应用

目前10kV电力线路上,实现馈线自动化功能(FA)的馈线终端(FTU)所需的220V电源通过10kV线路上电源变压器将10kV电压转化为220V所得,此种10kV电源变压器是一种输出的220V电压并提供装置电源及电压时间型开关的控制电源.该类型电源变压器广泛应用在10kV智能配网上.但是在电源变压器安装、调试过程中,发现电源变压器二次接线不易接线、易接错等诸多问题,为了解决以上问题,提出了一种具有二次接线拔插功能的电源变压器进行相关研究及应用.