修正矢量磁位的散度及其边值问题

根据时谐形式的麦克斯韦方程组，导出了均匀媒质中修正矢量磁位A^*的散度表达式，在此基础上，建立了A^*的边值问题，并证明A^*解答的唯一性，最后以有解析解的时谐场为例验证了本文建立的边值问题的正确性。     

单级长脉冲LTD模块的设计及分析

为了解直线型变压器驱动源(LTD)的工作特点,掌握LTD对百ns方波脉冲的响应情况,设计了一台可输出电压峰值>20 kV,脉冲半高宽约150 ns的单级长脉冲LTD模块。对整个装置的各个单元的设计进行了详细介绍,通过理论分析进行优化,给出了合理的参数,该LTD模块采用两路并联馈电。每路馈电脉冲由30 kV高压电缆绕制而成的脉冲形成线产生,且为减小回路杂散电感的影响,设计制作了一个低电感、较小抖动的三电极触发开关。初步的实验结果表明,初、次级间电压吻合的很好,验证了理论分析及装置设计。最后针对以上工作中的不足提出了今后的工作重点,包括对磁芯非线性磁导率和损耗的研究,提出更加符合实际的变压器模型,对LTD以及馈电装置的布局研究等,为将来优化设计并多级串联,实现更高电压输出奠定了基础。     

微波脉冲与带缝嵌套腔体耦合的研究

为了解带缝腔体内耦合场分布特性,利用时域有限差分方法对微波脉冲与带缝嵌套矩形腔体系统(系统1)和带缝嵌套圆柱形腔体系统(系统2)的耦合过程进行了数值计算。计算表明两系统的外、内孔缝附近均存在场增强现象;两系统耦合过程存在相同的外孔缝耦合主脉冲、外孔缝场增强因子和脉宽展开现象,其内部腔体(Q2)中心点耦合场强峰值接近相等。相比各自的外部腔体(Q1)以及相同入射脉冲下的孔缝、同体积单层腔体内的耦合场强,两嵌套腔体的Q2内耦合场要弱。对两个系统的共振峰、共振频率点以及最大耦合函数曲线的研究结果表明,系统2在耦合过程中的腔体调制现象更明显,且在两种系统中,内孔缝使Q2内耦合波基于Q1内耦合波平均衰减约10 dB。     

衍射输出相对论磁控管的高重频短脉冲运行实验研究

本文报道了近期衍射输出相对论磁控管在低电压、短脉冲、高重复频率条件下的初步实验研究结果。当外加电 压约180kV,磁场约0.12T 时,输出微波功率最高可达120MW,微波频率2.3GHz,功率效率22%。在半高宽约7ns,平 顶约2.5ns 的电脉冲条件下,输出微波底宽3ns,半高宽1.5ns。当器件以50Hz 和100Hz 高重复频率运行时,输出微波幅 值稳定性受电脉冲波动和通电螺线管内的电流波动影响较大,微波功率波动范围90MW 至120MW。以脉冲串的形式、 长时间高重频运行20000 炮次后,器件内部无明显的烧蚀出现。     

充中性气体RBWO中等离子体引起的脉冲缩短现象研究

针对严重制约强流加速器能量向高功率微波高效转化的脉冲缩短现象,设计了一种吉瓦级、紧凑型、同轴引出电子束相对论返波振荡器(RBWO),利用KARAT 2.5维全电磁粒子模拟程序研究了器件内部充中性气体时,碰撞电离所产生的等离子体对输出微波性能的影响,探讨了导致脉冲缩短的机制.模拟结果表明:充入一定浓度中性气体时,碰撞电离产生的等离子体在电子束传输的路径上形成离子通道,有效中和电子束径向空间电荷力,有利于电子束的传输及束-波作用,但必须控制在一定密度范围内,否则会引起输出微波脉冲缩短;等离子体密度随着充填中性气体密度的增加而增加,且与中性气体的核电荷数相关,等浓度时核电荷数大的气体更易导致输出微波脉冲缩短.     

吉瓦级紧凑型L波段同轴返波振荡器的粒子模拟研究

设计了吉瓦级紧凑型L波段同轴相对论返波振荡器,通过粒子模拟研究了器件内束-波作用的物理过程．模拟结果表明,在电子束能量700keV,电子束流10kA,导引磁场为0.9T时,返波振荡器可以在频率1.60GHz处获得较大的微波输出,饱和后输出微波的平均功率达2.2GW,效率约为30％,器件电磁结构尺寸仅为100mm×520mm．     

双谐振腔长脉冲相对论返波振荡器研究

延长输出微波脉宽是提高输出平均功率水平的一种重要技术途径.受限于“脉冲缩短”这一国际难题,通常高功率微波源输出微波脉宽较窄.相对论返波振荡器是一种高功率、高效率、可重频运行的高功率微波源,获得了广泛研究和应用.在长脉冲相对论返波振荡器研究方面,现有研究方法很难兼顾长脉冲与高效率.针对上述问题,提出了一种双谐振腔长脉冲相对论返波振荡器的设计方法:采用双谐振腔降低射频场;利用非均匀慢波结构增强束波作用;引入大半径收集极减少电子轰击产生的二次电子的数量.实验结果表明,该器件与现有的长脉冲相对论返波振荡器相比,可以在延长输出微波脉宽的同时提高器件束波作用效率.     

双梳慢波结构特性研究

本文基于双梳慢波结构的色散关系式,详细分析和讨论了电场正反对称模式的色散特性,并研究了慢波空占比、 波导高度以及慢波深度对色散特性的影响。通过对正反对称模式受各参数影响规律的对比,得出只有在减少波导高度的 同时保持慢波深度不减小,才能增大正反对称模式之间的频率隔离度。     

一种新型圆极化高功率微波天线

介绍了一种新型圆极化高功率微波天线,可辐射高功率微波源所产生的 TEM 或 TM_(01)模。该天线由同轴插板式模式转换器和一种新型同轴插板式喇叭组成,模式转换器将输入的同轴 TEM 模转换为4个相位依次相差90°的扇形波导 TE_(11)模,并通过新型喇叭辐射,在轴向上获得了圆极化辐射场。优化设计了一个中心频率为4GHz 的天线,其总长度为385mm,喇叭口径320mm。在中心频率上天线增益为19.3dBi,轴比1.06,反射损耗-20dB。在 3.8～4.2GHz 的频率范围内增益大于18.9dBi,反射损耗小于-10dB。     

修正矢量磁位的散度及其边值问题(英文)

根据时谐形式的麦克斯韦方程组 ,导出了均匀媒质中修正矢量磁位A 的散度表达式 .在此基础上 ,建立了A 的边值问题 ,并证明A 解答的唯一性 ,最后以有解析解的时谐场为例验证了本文建立的边值问题的正确性